高中物理 1.6 示波器的奥秘课件 粤教版选修31.pptVIP

第六节示波器的奥秘 第一章电场 学习目标1 掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律 2 知道示波管的主要构造和工作原理 第一章电场 用动力学观点分析计算 只适用于匀强电场 而用功能的观点计算 则适用于一切电场 1 电场力对它做的功w 2 带电粒子到达负极板时速率为v 它的动能为ek qu 动能定理 二 带电粒子的偏转1 运动状态分析如图所示 电子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时 由于质量m很小 所以重力比电场力小得多 重力可忽略不计 电子只受到恒定的与初速度方向成90 角的电场力作用而做匀变速曲线运动 类似于力学中的 运动 平抛 2 偏转运动的分析处理方法平抛运动的研究方法是运动的合成和分解 分析时一般都是分解为两个方向的分运动来处理 1 沿初速度方向是速度为v0的 运动 2 沿电场力方向是初速度为零的 运动 匀速直线 匀加速直线 匀加速 匀速 l v0t 三 示波器探秘1 结构图 如图所示 1 灯丝2 阴极3 控制极4 第一阳极5 第二阳极6 第三阳极7 偏转系统8 偏转系统9 荧光屏 竖直 水平 2 原理 灯丝通电后给阴极加热 使阴极发射电子 电子经阳极和阴极间的 加速聚集后形成一个很细的电子束射出 电子打在管底的荧光屏上 形成一个小亮斑 亮斑在荧光屏上的位置可以通过调节竖直偏转极与水平偏转极上的 大小来控制 如果加在竖直极板上的 是随时间正弦变化的信号 并在水平偏转板上加上适当的 荧光屏上就会显示出一条正弦曲线 电场 电压 电压 偏转电压 示波管的工作原理是利用带电粒子在电场中的加速和偏转 对吗 提示 对 带电粒子的加速 1 带电粒子的加速当带电粒子以平行电场的方向进入电场后 所受电场力与其运动方向共线 在不计其他受力的情况下 带电粒子做匀加 减 速直线运动 电场力与速度方向相同时 带电粒子做匀加速直线运动 示波器 电视显像管中的电子枪 回旋加速器都是利用电场对带电粒子加速的 2 处理方法可以从动力学和功能关系两个角度进行分析 其比较如下 应用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式 功的公式及动能定理 匀强电场 电场力是恒力 可以是匀强电场 也可以是非匀强电场 电场力可以是恒力 也可以是变力 特别提醒 1 对带电粒子进行正确的受力分析 运动特点分析 做功情况分析是选择规律进行解题的关键 2 选择解题的方法时优先从功能关系角度考虑 因为应用功能关系列式简单 方便 不易出错 d 名师归纳应用电场力做功与电势差的关系 结合动能定理解决带电粒子在电场中的运动问题往往较为简单 要注意加减速电压u不一定是两极板间的电势差 应是粒子初末位置的电势差 另外 对于本例还有一种特殊的分析方法 仔细分析本例的四个选项 我们不难发现 只有选项d的单位是能量单位 当然这就是唯一的正确答案 这种方法是利用了单位制的知识 应用并不普遍 但它是解选择题 尤其是单项选择题时的一种特殊 简便且行之有效的方法 1 单选 如图所示 电子由静止开始从a板向b板运动 到达b板的速度为v 保持两板间的电压不变 则 a 当减小两板间的距离时 速度v增大b 当减小两板间的距离时 速度v减小c 当减小两板间的距离时 速度v不变d 当减小两板间的距离时 电子在两板间运动的时间变长 c 带电粒子的偏转 特别提醒 1 解决带电粒子在电场中的偏转问题可以选择动能定理求解 2 当需要确定带电粒子离开电场时的速度方向 位移方向时 必须将运动进行分解 即分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动 10分 如图所示 质量为m 电荷量为e的粒子从a点以v0的速度沿垂直电场线方向 即直线ao方向 射入匀强电场 由b点飞出电场时速度方向与ao方向成45 已知ao的水平距离为d 重力不计 求 1 从a点到b点用的时间 2 匀强电场的电场强度大小 3 a b两点间电势差 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 把粒子的运动分解为水平 竖直两个分运动 2 两个分运动分别利用力学规律解决 名师归纳分析粒子在电场中运动的三种思维方法 1 力和运动的关系 分析带电体的受力情况 确定带电体的运动性质和运动轨迹 从力和运动的角度进行分析 2 分解的思想 把曲线运动分解为两个分运动进行分析 3 功能关系 利用动能定理或能量守恒分析求解 2 单选 喷墨打印机的简化模型如图所示 重力可忽略的墨汁微滴 经带电室带负电后 以速度v直匀强电场飞入极板间 最终打在纸上 则微滴在极板间电场中 a 向负极板偏转b 电势能逐渐增大c 运动轨迹是抛物线d 运动轨迹与带电量无关 c 处理带电粒子在电场中运动的常用技巧 范例 12分 一束电子流在经u 5000v的加速电场加速后 在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场 如图所示 若两板间距d 1 0cm 板长l 5 0cm 那么 要使电子能从平行板间飞出 两个极板上最多能加多大电压 答案 400v 名师归纳 1 微观粒子 如电子 质子 粒子等 在电场中的运动 通常不必考