2019_2020学年高中物理第一章电场第六节示波器的奥秘课件粤教版选修3

1、如图，在一个E＝5N/C的匀强电场中，静止放入一个电量为q＝9106.1C的粒子，质量为m＝kg10102，若不考虑其他力的作用，求：1）粒子的运动情况： ，

2）2s后的动能，电势能变化量

E

E V0 3）若给其向下的初速度smv/1000，又将如何？

2、变式训练：若初速度为水平向右smv/1000，又将如何？

3、如图，质量为m，带电量为q的带电尘埃平行电容板的飞入电容器，若电容器两板间距离为d，要使带正电粒子直线穿过平行板电容器，A、B两板间的电压应为 。（ 能否忽略重力？）

变式训练：P187 第12题

4、变式训练：如图，一带质量为m的电微粒的初速度为V0，方向与水平方向成60°，若要使其保持直线运动，求：1）电场强度E的大小和方向

2）粒子动能最小时，运动的距离，以及电势能的变化量

3）粒子从开始到速度最小时的时间

11、（07年广东高考17分）如图16所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为-3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求：

（1）球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；

（2）带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。 E V0

B

A

E V0

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第六节 示波器的奥秘

1。带电粒子仅在电场力作用下加速时,可根据动

能定理求速度。

2．带电粒子以速度v0垂直进入匀强电场时,如

果仅受电场力，则做类平抛运动.

3．示波管利用了带电粒子在电场中的加速和偏

转原理。

一、带电粒子的加速

如图1。6。1所示，质量为m，带正电q的粒子,在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中.

图1。6­1

(1)电场力对它做的功W＝qU。

(2）带电粒子到达负极板速率为v，它的动能为Ek＝错误!mv2。

(3)根据动能定理可知，qU＝错误!mv2，可解出v＝ 错误!。

(4）带电粒子在非匀强电场中加速,上述结果仍适用.

二、带电粒子的偏转

带电粒子的初速度与电场方向垂直，粒子的运动类似物体的平抛运动,则它在垂直电场线方向上做匀速直线运动，在沿电场线方向上做初速为零的匀加速直线运动.

三、示波器探秘

1．结构 高中物理学案大全，高考学案大全

如图1。6。2所示为示波管的结构图。

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。竖直偏转系统 8.水平偏转系统 9。荧光屏

图1。6。2

2．原理

（1)发射电子：灯丝通电后给阴极加热，使阴极发射电子。

（2)形成亮斑:电子经过电场加速聚焦后形成一很细的电子束射出，电子打在荧光屏上形成一个小亮斑。

(3)控制位置：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电压大小来控制。

1．自主思考—-判一判

(1）基本带电粒子在电场中不受重力.（×)

（2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。（×)

（3)带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变.（×)

(4）带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。（√)

（5）示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束,偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置。(√)

第六节

示波器的奥秘

[学习目标]

1.[科学思维]掌握带电粒子在电场中的加速、偏转规律并分析其加速度、速度和位移等物理量的变化．(重点) 2.[科学思维]掌握带电粒子在电场中加速、偏转时的能量转化．(重点、难点) 3.[科学态度与责任]了解示波器的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响．

一、带电粒子的加速

1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远小于静电力，可以忽略．

2．带电粒子加速问题的处理方法：利用动能定理分析．

初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU＝12mv2，则v＝2qUm．

二、带电粒子的偏转(垂直进入匀强电场)

1．运动特点

(1)垂直电场方向：不受力，做匀速直线运动．

(2)沿着电场方向：受恒定的电场力，做初速度为零的匀加速直线运动．

2．运动规律

三、示波器探秘

1．构造

示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图所示．

2．原理

(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．

(2)灯丝被电源加热后，出现热电子发射，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在Y偏转板上加一个信号电压，在X偏转板上加一扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y偏转电压规律变化的可视图象．

1．正误判断

(1)带电粒子在电场中加速时，不满足能量守恒． (×)

(2)带电粒子在匀强电场中一定做类平抛运动． (×)

(3)带电粒子在匀强电场中偏转时，粒子做匀变速曲线运动． (√)

(4)示波器是带电粒子加速和偏转的综合应用． (√)

(5)电视机光屏越大，则偏转电压对应也较大． (√)

2．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后，粒子速度最大的是( )

3.示波器的使用

基础巩固

1.在“练习使用示波器”的实验中,关于竖直位移旋钮“↑↓”和Y增益旋钮的作用,下列说法正确的是( )

A.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的位置,Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度

B.竖直位移旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度,Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的位置

C.竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的位置的

D.竖直位移旋钮和Y增益旋钮都是用来调节图像在竖直方向的幅度的

解析:竖直位移旋钮↑↓是用来调节图像在竖直方向的位置的,Y增益旋钮用来调节图像在竖直方向的幅度,故选项A正确.

答案:A

2.用示波器观察某交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形,如图所示.经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度增大.此组操作是( )

A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮

B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮

C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮

D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮

解析:X增益、Y增益旋钮分别用来调节图像在水平方向和竖直方向的幅度,水平位移、竖直位移旋钮分别用来调节图像在水平方向和竖直方向的位置,扫描微调旋钮在扫描范围旋钮选定的频率范围内,用来连续改变水平方向扫描电压的频率,信号电压加在竖直偏转电极上.当TX=nTY时即X方向的扫描电压的周期等于Y方向信号电压周期的整数倍(n)时,光屏上才能形成具有n个波长的完整波形的图案(因为当水平方向的扫描电压完成一个周期的变化时竖直方向的信号电压已经完成了n个周期的变化).本题要使波形幅度增大,需要Y增益旋钮来实现.本题还要从一个完整波形变成两个完整波形,就是把TX=nTY中的n从1变成2,即增大水平扫描电压的周期,降低水平扫描的频率,需要扫描微调旋钮实现,综合以上分析可知选项C正确.

答案:C

3.(多选)在应用示波器做观察亮斑在竖直方向的偏移实验时,应将( )

A.“扫描范围”旋钮置于“10”挡