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1、二、示波管原理二、示波管原理示波器作用：一种用来观察电信号随时间变化的电子仪示波器作用：一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。器。它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏它的核心部件是示波管：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。组成，管内抽成真空。示波管的工作原理示波管的工作原理1.1.带电粒子在匀强电场中的加速带电粒子在匀强电场中的加速用牛顿运动定律分析用牛顿运动定律分析用动能定理分析用动能定理分析E1（加速电压）（加速电压）qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d d1 1、受受力力分分析析: : 水平向右的电场力水平向右的电场力 F FEq=qU/dEq=qU/dF
2、 F2 2、运动分析、运动分析: :初初速速度度为为零零，加加速速度度为为a=qU/mda=qU/md的的向向右右匀匀加加速直线运动。速直线运动。1.1.带电粒子在匀强电场中的加速带电粒子在匀强电场中的加速qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d dF F解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解解法二运用能量知识求解解法二运用能量知识求解粒子加速后的速度粒子加速后的速度只与加速电压有关只与加速电压有关1.1.带电粒子在匀强电场中的加速带电粒子在匀强电场中的加速qUm+_带电粒子的加速带电粒子的加速 d d1 1、受力分析、受力分析: : 水平向右的电场力水平向右的电场力 F FEq=
3、qU/dEq=qU/dF F2 2、运动分析、运动分析: :初初速速度度为为零零，加加速速度度为为a=qU/mda=qU/md的的向向右右匀匀加加速速直直线线运动。运动。解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解解法二运用能量知识求解解法二运用能量知识求解 思考：思考：如果两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？如果两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？由于电场力做功与场强是否变化无关，与运动路径也无关，由于电场力做功与场强是否变化无关，与运动路径也无关，因此第二种方法因此第二种方法仍仍适用。适用。 ld+- - - - - - - - - - - + + + + + +
4、+ + + Uv0q、m2.2.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转 Ld+- - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + +Uv0q q、m mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移试根据类平抛运动的知识，推导偏移量试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y y和和偏转角偏转角2.2.带电粒子在匀强电场中的偏转带电粒子在匀强电场中的偏转1.1.受受力力分分析析：粒粒子子受受到到竖竖直直向向下下的的静静电力电力F FEqEq= =qU/dqU/d。2.2.运动规律分析运动规律分析: :粒子做粒子做类平抛类平抛运动。运动。x x方向：方向：匀速直线运
5、动匀速直线运动y y方向：加速度为方向：加速度为的的匀加速直线运动匀加速直线运动。 v v v v0 0v vy3. x3. x方向方向 4. y4. y方向方向 5 5、离开电场时的偏转角度的正切：、离开电场时的偏转角度的正切： y y v v0 0vy F Fv v+ + + + + +- - - - - -v v0 0YdUY Y q l结论：带电粒子以垂直于电场方向的初速度飞入匀强电场结论：带电粒子以垂直于电场方向的初速度飞入匀强电场的问题就是一个的问题就是一个类平抛类平抛的问题。的问题。(1) (1) 粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动(2)
6、 (2) 粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速直初速度为零的匀加速直线运动线运动3.3.带电粒子飞出匀强电场后做匀速直线运动带电粒子飞出匀强电场后做匀速直线运动当带电粒子飞出匀强电场后，不再受到电场力的作用，因当带电粒子飞出匀强电场后，不再受到电场力的作用，因此它保持偏转角度不变，做此它保持偏转角度不变，做匀速直线运动匀速直线运动，直到打在荧光，直到打在荧光屏上，显示出荧光亮点。屏上，显示出荧光亮点。例例2 2：试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时：试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好像是从初速度所在直线的就好像是从初速度所在直线的中点沿直
7、线中点沿直线离开电场的。离开电场的。 xB B1.1.1.1.如图所示，如图所示，M M、N N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m m、电量为、电量为+q+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M M、N N间电间电压为压为U U时，粒子到达时，粒子到达N N板的速度为板的速度为v v，如果要使这个带电粒子到达，如果要使这个带电粒子到达N N板板的速度为的速度为2 2v v ，则下述方法能满足要求的是，则下述方法能满足要求的是( )( ) A A、使、使M M、N N间电压增加为间电压增加为2U 2
8、U B B、使、使M M、N N间电压增加为间电压增加为4U 4U C C、使、使M M、N N间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 D D、使、使M M、N N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 2.2.三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（图所示。则由此可判断（ ）A A、 b b和和c c同时飞离电场同时飞离电场B B、在、在b b飞离电场的瞬间，飞离电场的瞬间，a a刚好打在下极板上刚好打在下极板上C C、进入电场时，、进入电场时，c c速度最大，速度最大，a a速度最小速度最小D D、c c的动
9、能增量最小，的动能增量最小，a a和和b b的动能增量一样大的动能增量一样大 BCDBCD3.3.质量为质量为m m、带电量为、带电量为q q的粒子以初速度的粒子以初速度v v从中线垂直进入偏转从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为，则下列电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为，则下列说法中正确的是（说法中正确的是（ ）A A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为偏转角正切为B B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的
10、偏转角正切为偏转角正切为C C、如果带电粒子的初速度为原来的、如果带电粒子的初速度为原来的2 2倍，则粒子离开电场后的倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为偏转角正切为D D、如果带电粒子的初动能为原来的、如果带电粒子的初动能为原来的2 2倍，则粒子离开电场后的倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为偏转角正切为ABDABD4.4.质子质子( (质量为质量为m m、电量为、电量为e)e)和二价氦离子和二价氦离子( (质量为质量为4m4m、电量、电量为为2e)2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为场后，它们的偏转角正切之比
11、为 ，侧移之比，侧移之比为为 。 与与电量电量成正比成正比与与电量电量成正比成正比2:12:12:12:15.5.如图所示，在如图所示，在P P板附近有一电子由静止开始向板附近有一电子由静止开始向Q Q板运动，板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：( )( )A.A.两板间距离越大，加速的时间越长两板间距离越大，加速的时间越长B.B.两板间距离越小，加速度就越大，则两板间距离越小，加速度就越大，则 电子到达电子到达Q Q板时的速度就越大板时的速度就越大C.C.电子到达电子到达Q Q板时的速度与板间距离无关，板时的速度与板间距离无
12、关， 仅与加速电压有关仅与加速电压有关D.D.电子的加速度和末速度电子的加速度和末速度 都与板间距离无关都与板间距离无关AC AC 1. 1. 加速加速2. 2. 偏转偏转从动力学和运动学角度分析从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析从做功和能量的角度分析类平抛运动的分析方法类平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动初速度为零的匀加速运动一、匀强电场中电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系二、示波管二、示波管不要被不重要的人或事过多打扰，因为“成功的秘诀就是抓住目标不放”。
