示波器的奥秘课件

1、第六节：示波器的奥秘,示波器并不神秘.它的基本原理是带电粒子在电场力的作用下加速和偏转,教学目标,知识与能力： 1了解带电粒子在电场中的运动只受电场力，带电粒子做匀变速运动。 2重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。 3知道示波管的主要构造和工作原理。 4渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。 5培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。 教学重点: 带电粒子在电场中的加速和偏转规律 教学难点: 带电粒子在电场中的偏转问题及应用。,分析：带电粒子处于静止状态，F0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为

2、竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。,带电粒子的加速,+qm V0,V=?,带电粒子的加速,带电粒子在匀强电场中加速,F,法2：根据动能定理,W=qU=mv2/2,得:,V0=0,m,q,U,已知m、q、U、V0=0如何求带电粒子的末速度?,法1：根据牛顿第二定律与运动学公式,带电粒子的加速,课本的讨论与交流P21,对于非匀强电场中,能否用qU=mv2/2来求带电粒子的运动速度?,+,m,q,V0=0,U,练习：两个电荷的电量之比q1：q2=1：2，质量之比m1：m2=2：1，都只受电场力，在电场中某点A都由静止释放，运动到B点，求运动到B点的速度大小之比。,B,A,答案：v1

3、：v2=1：2,带电粒子的偏转,1.带电粒子在水平方向的受力及初速如何?,V0,m,q,U,L,2.带电粒子在竖直方向的受力及初速如何?,3.带电粒子在水平及竖直方向的分运动情况如何?,合运动又怎样?加速度又如何？,F,A.如果带电粒子只受电场力 B.初速方向与匀强电场方向垂直,类平抛运动!,带电粒子的偏转,V0,m,q,U,L,F,带电粒子在初速方向做匀速直线运动，在垂直初速方向做初速为零的匀加速运动，合运动为类平抛运动。,带电粒子在匀强电场中的偏转为匀变速曲线运动,带电粒子的偏转,V0,m,q,U,L,F,1.若知两板长度为L及电荷初速V0,则电荷穿越电场的时间t=_,2. 电荷穿越电场在

4、竖直方向的位移y=_,3. 电荷穿越电场时在竖直方向的分速度 Vy=_,4. 电荷穿越电场时合速度与水平方向的夹角tan=_,y,如图所示，电子以速度V0沿垂直于电场线的方向，飞入偏转板间的匀强电场，然后离开电场，电子离开电场时偏离原方向的距离为h，两平行板间的距离是d，电势差是U，板长是L，如果电子的入射速度增加到2V0，则偏离原来方向的距离为 A.4h B. h/2 C.2h D. h/4,V0,m,q,L,h,D,如图所示，电子以速度V0沿垂直于电场线的方向，飞入偏转板间的匀强电场，然后离开电场，电子离开电场时速度与原方向的夹角为450，两平行板间的距离是d，电势差是U，板长是L，如果电

5、子的入射速度增加到2V0，其它条件不变,则电子离开电场时速度与原方向的夹角为多少?,V0,m,q,L,tan=1/4,=450,电子枪,荧光屏,如果在偏转电极XX、YY上不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极XX上不加电压，偏转电极YY上加电压电子又如何运动？,三、示波管构造,示波管的用途,可用来观察电信号随时间变化的情况，如振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电信号的变化，然后再用示波器来研究。,那么示波管的工作原理是怎样的呢？,它的工作原理是：带电粒子在电场 中的加速和偏转的问题。,小结,两类题目的分析处理方法： 一、粒子运动方向与电场力方向在同一直线上时， 利用：动能定理 和电场力

6、做功。 二、带电粒子以速度 垂直于电场线方向飞入匀强电场 时，类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的知识求解。,是否考虑带电粒子或物体的重力要根据具体情况而定，一般说来： （1）基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等带电粒子除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。 （2）带电颗粒：如液谪、油滴、尘埃、小球、微粒等，除有说明或有明确的暗示外，一般都不能忽略重力。,课堂练习,1、一束电子流在经 U=5000v的加速电压加速后，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？,d,L,U,1、解(1)在加速过程，由动能定理得：,(2)进入偏转电场，电子在平行于板面的方向做匀速运动：,在垂直于板面的方向做匀加速运动，加速度为：,侧移：,电子能飞出的条件为,解（1）（5）式可得：,即要使电子能飞出，所加最大电压为400v,质子（电量为+e，质量为m），和粒子（电量为+2e，质量为4m），都只受电场力，以相同初速度沿垂直于电场线的方向，飞入同一匀强电场，然后离开电场，求它们离开电场时偏离原方向的距离之比,V0,m,q,L,y,y1：y2=2：1,质子（电量为+e，质量为m），