2018-2019学度高中创新设计物理粤教版3-1资料：第一章第8讲示波器的奥秘

第一章电场第8讲示波器的奥秘1.会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题.2.知道示波管的主要构造和工作原理.目标定位二、带电粒子的偏转对点检测自查自纠栏目索引一、带电粒子的加速三、示波器探秘一带正电荷q、质量为m的带电粒子从正极板处由静止开始向负极板运动(忽略重力作用)，由于电场力做

功，带电粒子在电场中被_____，动能_____，根据动能定理有：___________，由此可得带电粒子到达负极板时的速度：v＝

________.答案一、带电粒子的加速知识梳理正加速增加(1)若上述粒子从两极板的中点由静止开始运动到负极板，则粒子到达负极板的速度是多少？答案【深度思考】(2)若上述粒子以速度v0从正极板运动到负极板，其速度又是多少？例1如图1所示，M和N是匀强电场中的两个等势面，相距为d，电势差为U，一质量为m(不计重力)、电荷量为－q的粒子，以速度v0通过等势面M射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N的速度应是(

)典例精析解析答案图1C总结提升总结提升1.两类带电体(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除特殊说明外，一般忽略粒子的重力(但并不忽略质量).(2)带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除特殊说明外，一般不忽略重力.2.处理加速问题的分析方法(1)根据带电粒子所受的力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.(2)一般应用动能定理来处理问题，若带电粒子只受电场力作用：针对训练1

如图2所示，P和Q为两平行金属板，两极板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是(

)答案返回图2A.两极板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B.两极板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C.与两极板间距离无关，仅与加速电压U有关D.以上说法都不正确C如图3甲所示，质量为m、电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直于电场方向进入两平行板间场强为E的匀强电场，极板间距离为d

，两极板间电势差为U，板长为l.知识梳理二、带电粒子的偏转图31.运动性质

(1)沿初速度方向：做速度为

的

运动.(2)沿电场力方向：做初速度为

，加速度为a＝_____＝______的匀加速直线运动.2.运动规律(1)偏转距离：由t＝____，a＝____，所以y＝

at2＝

_______.(2)偏转角度：因为vy

＝at＝

_______，所以tanθ＝____＝

_________.答案v0匀速直线零答案【深度思考】例2一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图4所示.若两板间距离d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？典例精析解析答案图4进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动l＝v0t在垂直于板面的方向电子做匀加速直线运动，

即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为400V.答案400V针对训练2

装置如例2.如果质子经同一加速电压加速(U＝5000V，但加速电场方向与例2相反，如图5)，从同一位置垂直进入同一匀强电场(d＝1.0cm，l＝5.0cm)，偏转电压U′＝400V.质子能飞出电场吗？如果能，偏移量是多大？解析答案总结提升图5返回总结提升答案能0.5cm返回总结提升返回三、示波器探秘1.构造：

是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，采用热电子发射方式发射电子.(如图6所示)答案知识梳理图6示波管2.基本原理：带电粒子在电场力作用下

和

.阴极加热后发射的____经加速电场加速后，打在管底的荧光屏上，形成小亮斑.亮斑在荧光屏上的位置可以通过调节

偏转极和

偏转极上的电压大小来控制.答案加速偏转电子竖直水平示波管荧光屏上的亮线是怎样产生的？所加的扫描电压和信号电压的周期要满足什么条件才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象？答案【深度思考】答案电子打在荧光屏上将出现一个亮点，若电子打在荧光屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线.所加的扫描电压和信号电压的周期相等才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象.例3

示波管的内部结构如图7甲所示.如果在偏转电极XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心.如果在偏转电极XX′之间和YY′之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形.则(

)典例精析图7A.若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形B.若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形C.若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形D.若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形解析答案返回解析若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，则横轴自左向右移动，纵轴则按正弦规律变化，荧光屏上可以出现如图(a)所示波形，A对.若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)则横轴不变，即波形只在纵轴上，不管纵轴上面波形如何变化始终只能在横轴出现一条线，(a)、(b)都不可能出现，B错.若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，同理，D错.若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)，则横轴自原点先向正方向运动后返回向负方向运动，到负方向一定位置后又返回，纵轴则先为负的定值后为正的定值，荧光屏上可以出现如图(b)所示波形，C对.答案AC返回1.(带电粒子的直线运动)(多选)如图8所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则(

)解析答案对点检测自查自纠1234图8A.当增大两板间距离时，v增大B.当减小两板间距离时，v增大C.当改变两板间距离时，v不变D.当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大1234答案CD解析答案12342.(带电粒子的偏转)如图9所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为(

)图9A.U1∶U2＝1∶8 B.U1∶U2＝1∶4C.U1∶U2＝1∶2 D.U1∶U2＝1∶1A3.(对示波管原理的认识)如图10是示波管的原理图.它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空.给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点.答案1234图10(1)带电粒子在___区域是加速的，在___区域是偏转的.(2)如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的(

)A.极板X应带正电

B.极板X′应带正电C.极板Y应带正电

D.极板Y′应带正电

ⅠⅡAC4.(带电粒子的偏转)如图11为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子