7.12 示波管的工作原理-2018年高三物理一轮总复习名师伴学含解析

一、教案基本信息《示波管的原理及应用》适用年级：高中物理课时安排：2课时教学目标：1. 了解示波管的基本原理和结构；2. 掌握示波管的信号输入和显示原理；3. 了解示波管在实际应用中的广泛用途。

教学重点：1. 示波管的基本原理和结构；2. 示波管的信号输入和显示原理；3. 示波管的应用领域。

教学难点：1. 示波管的工作原理；2. 示波管的信号输入和显示原理。

二、教学准备教具准备：示波管、示波器、信号发生器、导线等。

教材准备：高中物理教材相关章节。

三、教学过程第一课时：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾电磁学基础知识，如电子、电场、磁场等；2. 提问：同学们是否了解示波管？示波管在实际应用中有什么作用？二、示波管的基本原理和结构（15分钟）1. 讲解示波管的基本原理，如电子在电场和磁场的作用下运动；2. 介绍示波管的结构，如电子枪、荧光屏、绝缘介质等；3. 展示示波管的实物图，帮助学生直观理解。

三、示波管的信号输入和显示原理（20分钟）1. 讲解示波管的信号输入方式，如电压信号、电流信号等；2. 介绍示波管的显示原理，如电子在荧光屏上形成图像的过程；3. 演示示波管的信号输入和显示实验，让学生亲身体验。

第二课时：四、示波管的应用领域（15分钟）1. 介绍示波管在通信、电子、医疗等领域的应用实例；2. 分析示波管在不同领域的具体应用原理；3. 引导学生思考示波管在未来技术发展中的潜在应用。

五、课堂小结（10分钟）1. 回顾本节课所学内容，让学生总结示波管的原理和应用；2. 强调示波管在现代科技领域的重要性；3. 鼓励学生课后深入了解示波管及相关技术的发展。

六、课后作业（课后自主完成）1. 绘制示波管的结构示意图；2. 描述示波管的信号输入和显示过程；3. 举例说明示波管在实际应用中的具体场景。

四、教学反思本节课通过讲解示波管的基本原理、结构、信号输入和显示原理，使学生对示波管有了更深入的了解。

通过展示示波管的实际应用场景，激发了学生的学习兴趣。

示波管原理高中物理示波管是一种用来显示电压变化的仪器，它在物理实验和电子技术中有着广泛的应用。

在高中物理学习中，我们也需要了解示波管的原理和工作原理。

本文将对示波管的原理进行详细介绍，希望能够帮助大家更好地理解这一知识点。

首先，我们需要了解示波管的基本结构。

示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。

电子枪产生的电子束通过偏转系统控制在荧光屏上显示出波形。

电子枪中的热阴极产生电子，经过加速电场加速后，进入聚焦系统进行聚焦，最后由偏转系统控制电子束在荧光屏上形成图像。

其次，我们来了解一下示波管的工作原理。

当示波管接收到电压信号时，电子束受到偏转系统的控制，在荧光屏上显示出相应的波形。

偏转系统可以控制电子束的水平和垂直方向的偏转，从而实现对电压信号波形的显示。

荧光屏上的荧光物质可以发光，将电子束轰击后产生亮点，形成波形图像。

了解了示波管的基本结构和工作原理后，我们可以进一步了解示波管的应用。

示波管可以用来显示各种不同形式的电压信号波形，例如正弦波、方波、三角波等。

通过示波管，我们可以直观地观察到电压信号的变化情况，对信号的频率、幅值、相位等进行测量和分析。

示波管还可以用来观察电路中的故障，帮助工程师进行故障诊断和维修。

在学习示波管的过程中，我们还需要了解一些示波管的参数和特性。

例如，示波管的灵敏度、带宽、扫描速度等参数都会影响到示波管的显示效果和测量精度。

了解这些参数和特性，可以帮助我们更好地选择和使用示波管，提高测量的准确性和可靠性。

总的来说，示波管作为一种重要的电子测量仪器，在物理学习和电子技术领域有着广泛的应用。

通过了解示波管的基本结构、工作原理、应用和特性，我们可以更好地理解电压信号的显示和测量，提高实验和工程实践中的测量和分析能力。

希望通过本文的介绍，大家能够对示波管有一个更深入的了解，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

感谢大家的阅读！。

示波管的工作原理在示波管模型中，带电粒子经加速电场U1加速，再经偏转电场U2偏转后，需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P，如图所示．1．确定最终偏移距离2．确定偏转后的动能(或速度)例题1．图(a)为示波管的原理图．如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是图中的( )解析：选B.在0～2t1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当U Y为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当U Y为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图象为B.例题2. 在示波管中，电子通过电子枪加速，进入偏转电场，然后射到荧光屏上，如图所示，设电子的质量为m(不考虑所受重力)，电荷量为e ，从静止开始，经过加速电场加速，加速电场电压为U 1，然后进入偏转电场，偏转电场中两板之间的距离为d ，板长为L ，偏转电压为U 2，求电子射到荧光屏上的动能为多大？解析：电子在加速电场加速时，根据动能定理eU 1＝12mv 2x 进入偏转电场后L ＝v x ·t，v y ＝at ，a ＝eU 2md射出偏转电场时合速度v ＝v 2x ＋v 2y ，以后匀速到达荧光屏，由以上各式得E k ＝12mv 2＝eU 1＋eU 22L 24d 2U 1. 答案：eU 1＋eU 22L 24d 2U 1过关检测1．如图甲所示，A 、B 为两块平行金属板，极板间电压为U AB ＝1125 V ，板中央有小孔O 和O ′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O 由静止进入A 、B 之间．在B 板右侧，平行金属板M 、N 长L 1＝4×10－2m ，板间距离d ＝4×10－3m ，在距离M 、N 右侧边缘L 2＝0.1 m 处有一荧光屏P ，当M 、N 之间未加电压时电子沿M 板的下边沿穿过，打在荧光屏上的O ″点并发出荧光．现给金属板M 、N 之间加一个如图乙所示的变化电压u ，在t ＝0时刻，M 板电势低于N 板．已知电子质量为m e ＝9.0×10－31kg ，电荷量为e ＝1.6×10－19C.(1)每个电子从B 板上的小孔O ′射出时的速度多大？(2)电子打在荧光屏上的范围是多少？(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？解析：(1)电子经A 、B 两块金属板加速，有eU AB ＝12m e v 20得v0＝2eU ABm e＝2×107m/s.(2)当u＝22.5 V时，电子经过MN板向下的偏移量最大，为y1＝12·eumd·⎝⎛⎭⎪⎫L1v02＝2×10－3my1＜d，说明所有的电子都可以飞出平行金属板M、N，此时电子在竖直方向的速度大小为v y＝eumd·L1v0＝2×106m/s电子射出金属板M、N后到达荧光屏P的时间为t2＝L2v0＝5×10－9s电子射出金属板M、N后到达荧光屏P的偏移量为y2＝v y t2＝0.01 m电子打在荧光屏P上的总偏移量为y＝y1＋y2＝0.012 m，方向竖直向下．(3)当u＝22.5 V时，电子飞出电场的动能最大，为E k＝12m e(v20＋v2y)＝1.8×10－16J或由动能定理得E k＝e(U AB＋u m)＝1.8×10－16J. 答案：见解析高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理示波管的原理教案
一、教学目标：
1. 了解示波管的构造和工作原理；
2. 掌握示波管的使用方法；
3. 进一步了解波的特性。

二、教学重点：
1. 示波管的构造和工作原理；
2. 示波管的使用方法。

三、教学难点：
1. 示波管的工作原理；
2. 示波管的使用方法。

四、教学内容：
1. 示波管的构造和工作原理；
2. 示波管的使用方法。

五、教学步骤：
1. 引入：通过展示示波管的图片和视频，引出本节课的教学内容，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解示波管的构造和工作原理：介绍示波管的构造和工作原理，包括示波管的电子枪、偏转板和荧光屏等部分的作用和原理。

3. 示范示波管的使用方法：演示如何使用示波管来显示各种信号波形，包括正弦波、方波和脉冲波等。

4. 学生实验：让学生通过实验操作示波管，自己观察各种信号波形，并记录实验结果。

5. 总结与讨论：总结本节课的教学内容，回顾示波管的构造和工作原理，讨论示波管在实际应用中的重要性。

六、作业布置：
1. 复习示波管的构造和工作原理；
2. 思考示波管在实际应用中的意义。

七、教学反思：
通过本节课的教学，学生对示波管的构造、工作原理和使用方法有了更深入的了解，同时也对波的特性有了更深入的认识。

在教学过程中，可以适当加入一些实例和案例，帮助学生更好地理解和应用所学知识。

高二物理示波管的原理与使用试题答案及解析1.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管、若在荧光屏上出现如图所示的正弦式交变电流波形，则在水平偏转电极XX'、竖直偏转电极YY'上所加的电压波形是（）A．XX' 加图1波形电压、YY' 加图2波形电压B．XX' 加图2波形电压、YY' 加图1波形电压C．XX' 加图3波形电压、YY' 加图1波形电压D．XX' 加图4波形电压、YY' 加图1波形电压【答案】 D【解析】试题分析:示波管的YY′偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象．则只有D项符合要求，故D正确，ABC错误。

【考点】示波器的使用2.示波管的内部结构如图甲所示。

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A．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【答案】AC【解析】要在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象．XX′偏转电极要接入锯齿形电压，即扫描电压．B和D在XX′偏转电极所加的电压（4）不可能要水平向完成偏转，而AC在XX′偏转电极接入的是（3）锯齿形电压可实现显示的为YY′偏转电压上加的是待显示的信号电压．故AC正确，BD错误．【考点】考查示波器的原理及应用．3.如图所示的示波管,当两偏转电极XX′､YY′电压为零时,电子枪发射的电子经加速电压加速后会打在荧屏上的正中间(图示坐标的O点,其中x轴与XX′电场的电场线重合,x轴正方向垂直于纸面指向纸内,y轴与YY′电场的电场线重合).若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限,则( )A．X′､Y极接电源的正极,X､Y′接电源的负极B．X′､Y′极接电源的正极,X､Y接电源的负极C．X､Y极接电源的正极,X′､Y′接电源的负极D．X､Y′极接电源的正极, XX′､Y接电源的负极【答案】B【解析】若要电子打在图示坐标的第Ⅲ象限,经过偏转电极XX′时，应该偏向X′极板，即X′极板接正极；经过偏转电极YY′时，应该偏向Y′极板，即Y′极板接正极，所以选项B正确．【考点】本题考查粒子在偏转电场中的运动及其在示波管中的应用．4.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【答案】A【解析】竖直位移旋钮可以调节图像在屏幕竖直方向的位置，使观察的信号位于屏幕中央．Y增益旋钮则用来调节图像在竖直方向的幅度．故A正确．B、C、D错误．故选A【考点】示波器的使用点评：竖直位移旋钮↑↓是用来节图象在竖直向的位置的，Y增益旋钮用来调节图象在竖直方向的幅度．5.若将变压器输出的交流信号按图所示与示波器连接，对示波器调节后，在荧光屏上出现的波形应为下图所示四种波形中的 ()．【答案】C【解析】因为交流电的大小和方向做周期性变化，所以如果没有二极管时，应为完整的正弦波图像，但是因二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的电压通过，故只有C选项正确故选C【考点】考查了示波器工作原理点评：本题的关键是知道二极管具有单向导电性，6.在观察正弦规律变化的电压图线时，将“扫描范围”旋钮置于第一挡(10～100 Hz)，把“衰减”旋钮置于“”挡，再调节“扫描微调”旋钮，屏上便出现完整的正弦曲线，如图所示．则下列关于同步极性选择的说法正确的是 ()．A．图甲是同步开关置于“－”的结果B．图甲是同步开关置于“＋”的结果C．图乙是同步开关置于“－”的结果D．图乙是同步开关置于“＋”的结果【答案】BC【解析】“同步”是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步，图甲中被测信号正半周起同步变为图乙中扫描由负半周起同步，可见同步极性选择开关由“+”位置变成“－”位置；故置于“+”显示甲图，置于“—”显示乙图，故BC正确故选BC【考点】考查了示波器的使用点评：关键是对示波器上各个旋钮的功能正确理解，基础题，比较简单7.在“练习使用示波器”的实验中：(1)为观察亮斑在竖直方向上的偏移，应该将扫描范围旋钮置于“外X”挡，使亮斑位于屏的________，然后，应把“DC”－“AC”开关置于________位置，以给示波器输入一个直流电压．(2)为给示波器输入一个Y方向的直流电压(要求电压从零开始逐渐增加)，请将图中器材与示波器连成正确的电路．(3)如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是()．A．逆时针旋转辉度调节旋钮B．调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率C．调节衰减旋钮D．调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率(4)若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外X”挡，则此时屏上应出现的情形是下图中的()．【答案】(1)中心DC(2)(3)D(4)C【解析】（1）当把扫描范围旋钮置于“外X”挡，调整水平位移、竖直位移旋钮，使亮斑位于屏的中心．然后，应把“DC”－“AC”开关置于“DC”位置，以给示波器输入一个直流电压．（2）电路的连接要求符合电压是从零开始逐渐增加的，故Y输入端电势要比接地端电势高．（3）当图形自左向右移动，若速度更快，便可成为一条亮线，故应增加扫描频率．（4）在“Y输入”与“地”之间加一恒定电压，扫描范围旋钮置于“外X”挡时，在光屏上出现的是竖直方向上的一个亮斑，C正确．【考点】考查了示波器的使用点评：本题是实际问题，考查理解示波器波形的能力．有关示波器的使用问题，一般复习资料上是没有的，要靠学习物理时做过实验并真正搞懂才能做对．8.一个示波管，放在一通电直导线的上方，现发现示波管中的电子束向下偏转，如图所示，则此通电直导线的放置位置和电流方向为A．直导线如图所示位置放置，电流从B流向AB．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸内C．直导线如图所示位置放置，电流从A流向BD．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸外【答案】A【解析】示波管中的电子向下偏转，说明所受洛仑兹力方向向下，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里，由通电直导线周围电场线的分布和右手螺旋定则可知电流方向水平向左，A对；BCD错误；【考点】考查洛仑兹力方向的判断和右手螺旋定则的应用点评：本题难度较小，先根据粒子偏转判断洛仑兹力方向，通电直导线的电流方向根据磁场方向和右手螺旋定则来判断9.如下图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图．电流方向如图所示，试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转()A．向上B．向下C．向左D．向右【答案】C【解析】据右手定则判断磁场方向向上，在根据左手定则磁感线穿掌心四指指电流方向，拇指指受力方向可确定电子向左偏转，选C【考点】考查右手螺旋定则和左手定则的应用点评：本题考查了右手螺旋定则和左手定则结合使用的能力，对两个定则难以区分是学生容易犯错和忽视的问题，判断力用左手，判断磁场用右手10.如图所示为一示波管内部结构示意图，A 、B为水平放置的电极，C、D为竖直放置的电极，为使阴极发射出的电子能打在荧光屏上的区域“Ⅱ”，则A、B间加的电压UAB和C、D间加的电压UCD应该是（）A．UAB ＞0，UCD＞0B．UAB ＞0，UCD＜0C．UAB ＜0，UCD＞0D．UAB ＜0，UCD＜0【答案】B【解析】为使阴极发射出的电子能打在荧光屏上的区域“Ⅱ”，在竖直方向上粒子应向上偏，电子带负电，所受电场力竖直向上，场强竖直向下，所以A板接正电，同理水平方向向外偏，D板接正电，B对；11.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。

示波管的物理原理示波管是一种用于显示电信号的设备，它是由康普顿散射和阴极射线管两种物理原理相结合的产物。

康普顿散射现象是指当射线与物质相互作用时，会发生散射现象。

阴极射线管则利用阴极产生的电子束，在电场和磁场的作用下，形成图像。

示波管主要由广口瓶、阴极、加速极、偏转极、阳极和屏幕构成。

广口瓶主要起到保护和抗干扰的作用。

阴极是示波管的发射电极，利用热发射发出的电子束。

加速极则加速电子束，使其加速到一定速度。

偏转极利用电场或磁场对电子束进行偏转。

阳极对电子束进行吸收。

当电子束从阴极发射出来后，经过加速极的加速，进入偏转极的作用区。

偏转极通过施加不同的电势，使电子束偏转到不同的位置。

同时，在偏转过程中，电子束与荧光屏之间的空间会施加不同的电势差，从而控制电子束的能量，即控制不同的颜色。

当电子束偏转到指定位置后，它就会撞击荧光屏，激发荧光屏发出光线。

荧光屏是由荧光物质制成的，它们的能量消耗激发了原本处于基态的电子，使其跃迁到激发态，并发出可见光。

这样，就形成了图像在示波管屏幕上的显示。

总结起来，示波管的物理原理主要包括热发射、电磁场和荧光激发。

热发射产生了电子束，通过加速极和偏转极的作用，使电子束加速并偏转到不同的位置。

而阴极射线与荧光屏之间的电势差则控制了电子束的能量，从而实现了颜色的控制。

最终，荧光屏的荧光物质则发出可见光，形成图像的显示。

示波管的物理原理不仅在示波管的功能上具有重要的作用，也广泛应用于电子学、物理学等领域的研究中。

通过对示波管物理原理的深入研究，可以更好地理解电子束的产生、偏转和显示的过程，并且提供了一种可靠的手段来观察和分析电信号。

示波管的工作原理
1．示波管构造及功能
如图所示
（１）电子枪：发射并加速电子．
（２）偏转电极ＹＹ＇：使电子束竖直偏转（加信号电压）
偏转电极ＸＸ＇：使电子束水平偏转（加扫描电压）
（3）荧光屏．
2．示波管原理：
原理简单概述:示波管一开始是由电子枪射入电子，然后电子经过一个加速电场，有进入一个偏转电场，最后飞出打在屏幕上。

所以要判断波形，可以用一个电子来分析，分析它的运动轨迹，关键是只要知道电子会向着电势高的地方运动，即电子偏向正极运动。

这样它的运动轨迹就很清晰了！
示波管原理具体分析:
<1.>ＹＹ＇作用：被电子枪加速的电子在ＹＹ＇电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速
直线运动打到荧光屏上，由几何知
识，可以导出偏
移。

若信号电压U=U max sin wt，
y’=max sin wt=y max sin wt.
y’随信号电压同步调变化,但由于视觉暂留及荧光物质的残光特性看到一条竖直亮线.
加扫描电压可使这一竖直亮线转化成正弦图形。

<2.>XX’的作用:与上同理,如果只在偏转电极XX’上加电压,亮斑就在水平方向发生偏移,加上扫描电压,一周期内,信号电压也变化一周期,荧光屏将出现一完整的正弦图形.
用心爱心专心- 1 -。

《示波管的工作原理》教学设计物理观念方面：能够强化对电场这一概念的理解，并能综合应用力学和电学知识解决实际问题。

科学思维方面：将带电粒子在电场中的加速和偏转和示波管的结构联系起来，并反过来将电子束在示波管中的运动简化为熟悉的物理模型。

科学探究方面：能在老师的指导下通过自制示波管模型分析问题，发现运动的合成与分解的规律，形成合理的假设和结论。

科学态度与责任方面：由示波器在生产生活中的应用增强学习物理的内在动机，在分析荧光屏如何显示出电信号的过程中积累物理研究的经验，培养与他人合作讨论的习惯。

本节课的教学重点：带电粒子在电场中的偏转带电粒子在两个相互垂直方向上偏转的合成本节课的教学难点：示波管的空间结构荧光屏上图像显示的原理教师活动学生活动备注【新课引入】播放示波器显示《Bad Apple》的视频，引出本节课内容：示波器是如何显示出有趣的图像的？观看视频并思考引发学生求知欲【新课讲授】一、示波器的组成介绍示波器的组成，重点介绍核心部件：示波管通过介绍电子枪、相互垂直的偏转电极、和荧光屏，让学生回顾上一节带电粒子在电场中的了解示波器的组成对比上一节所学的物理情景初步形成对示波器结构的认识加速和偏转。

二、回顾旧知结合学案设计的题目，带学生回顾偏转量和什么因素有关。

提问：一价氢离子和二价氦离子的混合物会不会分为两束？推导出荧光屏上的点偏离中心位置的距离错误!未找到引用源。

（偏转电压）（板书关键性结论）三、验证结论播放阴极射线管中电子束在偏转电压作用下偏转的视频电压反向，反向偏转四、制作模型指导学生用准备好的透明塑料瓶和老师打印出的“荧光屏”“偏转极板”制作一个简单的示波管模型在黑板上画荧光屏和偏转极板的对应关系回顾“匀加速直线—类平抛—匀速直线运动”几个运动过程明确影响偏转量的因素得出结论（做笔记）观看视频，理解偏转电极可以控制电子束的运动方向制作模型体会水平和竖直方向上的两对偏转极板是在哪个方向上控制电子束的运动从类似的物理情境入手，拉近学生与新授课的距离，增强学生自信心巩固已有的理论基础（为后续的推论打好理论基础）眼见为实，进一步加深理论认识有助于学生加深对示波管的结构的认识，在制作过程中理解两对偏转极板是如何控制两个方向上的偏转的便于接下来老师对问题的表述和学生对上五、提问分析问：设想两对儿极板没有接入电压信号，打开瓶盖看向瓶底的荧光屏，由你的眼睛射出的加速后的电子将会打到坐标轴的坐标原点O，现在我们在竖直方向上加上一个恒定的电压（上＋下－）电子会打到哪个荧光屏的哪一个位置呢？（结合PPT展示）问：如果电压反向呢？问：如何得到X轴负半轴/ X轴正半轴的荧光点？问：如果同时输入上＋下－、左－右＋的电信号呢？PPT展示U x-t、U y-t图像如何得到第三象限/第二象限的荧光点？问：怎样使荧光点上移/右移？问：刚才我们分析的都是电压恒定的情况，利用模型思考并回答思考电压方向对偏转方向的影响感受水平方向偏转板的作用感受两个方向偏转的叠加效果认识到可以通过两对儿偏转极板控制显示屏上点的位置联系U和t，y和U，找出这几个物理量的关系下左右的感知和描述学生通过瓶口从电子束射入的方向观察偏转电场的作用，很容易表述荧光点的位置。

清华同方教育技术动画课堂物理在静电场教学中，粒子的运动与现代科学技术发展紧密相连，是新教材的 教学重点，其中示波管是典型实例。

示波管原理从教学内容上难度较大，原因是电 子在管内的偏转是两个方向偏转的合成，所形成的三维空间的运动轨迹需用力学部 分运动合成的知识加以理解。

对此教师讲清楚不易，学生想清楚更难。

从教学手段 上，示波管内部结构复杂，难于观察。

当示波器工作时，示波管内运动电子的轨迹 根本无法看到，这就造成没有实验及录像辅助教学、板书板图及语言描述不力的诸 多困难。

研究对象在空间进行双向偏转，轨迹复杂，需要学生学习时头脑中要建立 清晰形象。

但微观领域的高速运动粒子不具有可视性。

形象建立的需求与传统教学 手段在描述微观高速领域内粒子运动情景时的先天不足存在矛盾。

动画针对教学难点，弥补传统教学手段的不足，从建立形象入手，通过科学模 拟电子的运动轨迹，为学生的顺利学习创造了条件。

运用 3D 制作的优质画面分步 展示竖直偏转及水平偏转，再将二者合成，体现了运动分解与合成的思想，有利于 难点的化解。

1.示波管的工作原理动画教学价值教学难点分析教学难点难点剖析清华同方教育技术动画课堂物理将电压一时间的图象、示波管侧视立体剖面图、荧光屏正视平面图三者对 应显示，从感觉上建立正确的时空平台。

动画教学功能电子竖直偏转：显示竖直待测电压对电子空间轨迹的影响及在屏上形成亮点的位置。

清华同方教育技术动画课堂物理电子水平偏转：显示水平扫描电压对电子空间轨迹的影响及在屏上形成亮点的位置。

合成显示：按照运动分解与合成原理，显示竖直待测电压及水平扫描电压 并存时共同对电子束的影响及在屏上形成的亮点的位置。

每一步都可在电压确定的条件下执行，亦可在电压缓慢变化条件下运作，使 学生的理解能从屏上亮点过渡到屏上亮线。

待测电压可选择正弦型，亦可选择锯齿型，增加了教学的可选择性。

清华同方教育技术动画课堂物理“示波管的工作原理”的教学进行的前提是先要完成好带电粒子在电场中的 加速及偏转的教学。

专题六带电粒子在电场中运动综合问题的分析考纲解读 1.了解示波管的工作原理.2.运用动力学方法分析解决带电粒子在交变电场中的运动.3.会运用功能观点、动力学观点综合分析带电粒子在复合场中的运动．考点一带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管1．构造及功能(如图1所示)图1(1)电子枪：发射并加速电子．(2)偏转电极YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)．2．工作原理偏转电极XX′和YY′不加电压，电子打到屏幕中心；若只在XX′之间加电压，电子只在X方向偏转；若只在YY′之间加电压，电子只在Y方向偏转；若XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象．例1(2011·安徽·18)图2为示波管的原理图，如果在电极YY′之间所加的电压按图3甲所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是()图2甲乙图3解析由图甲及图乙知，当U Y为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时U X为负，即X′板电势高，电子向X′板偏，所以选B.答案 B示波管荧光屏上图线形状的判断方法示波管中的电子在YY′和XX′两个偏转电极作用下，同时参与两个类平抛运动，一方面沿YY′方向偏转，另一方面沿XX′方向偏转，找出几个特殊点，即可确定荧光屏上的图形．突破训练1示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图4所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()图4A．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′应带正电答案AC解析根据亮斑的位置，电子偏向XY区间，说明电子受到电场力作用发生了偏转，因此极板X、极板Y均应带正电．考点二带电粒子在交变电场中的运动1．注重全面分析(分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件．2．分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系．3．此类题型一般有三种情况：一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)，二是粒子做往返运动(一般分段研究)，三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)．例2 一电荷量为q (q >0)、质量为m 的带电粒子在匀强电场的作用下，在t ＝0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图5所示．不计重力．求在t ＝0到t ＝T 的时间间隔内，图5(1)粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间．解析 解法一：(1)带电粒子在0～T 4、T 4～T 2、T 2～3T 4、3T4～T 时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为a 1、a 2、a 3、a 4，由牛顿第二定律得 a 1＝qE 0ma 2＝－2qE 0ma 3＝2qE 0ma 4＝－qE 0m由此得带电粒子在0～T 时间间隔内运动的加速度—时间图象如图甲所示，对应的速度—时间图象如图乙所示，其中v 1＝a 1·T 4＝qE 0T 4m由图乙可知，带电粒子在t ＝0到t ＝T 时间内的位移为 x ＝T 4v 1 联立以上各式得 x ＝qE 016mT 2 方向沿初始电场正方向(2)由图乙可知，粒子在t ＝38T 到t ＝58T 内沿初始电场的反方向运动，其运动时间t ′为t ′＝58T －38T ＝T4解法二：(1)带电粒子在0～T 4、T 4～T 2、T 2～3T 4、3T4～T 时间间隔内做匀变速运动，设加速度分别为a 1、a 2、a 3、a 4，由牛顿第二定律得 qE 0＝ma 1 －2qE 0＝ma 2 2qE 0＝ma 3 －qE 0＝ma 4设带电粒子在t ＝T 4、t ＝T 2、t ＝3T4、t ＝T 时的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4，则v 1＝a 1T4v 2＝v 1＋a 2T4v 3＝v 2＋a 3T4v 4＝v 3＋a 4T4设带电粒子在t ＝0到t ＝T 时间内的位移为x ，有 x ＝(v 12＋v 1＋v 22＋v 2＋v 32＋v 3＋v 42)T 4联立以上各式可得x ＝qE 0T 216m，方向沿初始电场正方向(2)由电场的变化规律知，t ＝T4时粒子开始减速，设经过时间t 1粒子速度减为零．0＝v 1＋a 2t 1 解得t 1＝T8粒子从t ＝T2时开始减速，设经过时间t 2速度变为零．0＝v 2＋a 3t 2 解得t 2＝T8t ＝0到t ＝T 内粒子沿初始电场反方向运动的时间t 为 t ＝(T4－t 1)＋t 2解得 t ＝T 4答案 (1)qE 016m T 2，方向沿初始电场正方向 (2)T4当电压周期性变化时，由E ＝Ud 知，电场强度E 也周期性变化，由F ＝qE 知电场力F周期性变化，由a ＝qUmd 知加速度a 与电压变化图象形状相同，画出v －t 图象则可以分析粒子运动特点．突破训练2 在金属板A 、B 间加上如图6乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为T .现有电子以平行于金属板的速度v 0从两板中央射入(如图甲所示)．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子的重力，求：图6(1)若电子从t ＝0时刻射入，在半个周期内恰好能从A 板的边缘飞出，则电子飞出时速度的大小为多少？(2)若电子从t ＝0时刻射入，恰能平行于金属板飞出，则金属板至少为多长？ (3)若电子恰能从两板中央平行于板飞出，电子应从哪一时刻射入？两板间距至少为多大？ 答案 (1)v 20＋eU 0m(2)v 0T (3)T 4＋k ·T2(k ＝0,1,2，…) T eU 08m解析 (1)由动能定理得：e ·U 02＝12m v 2－12m v 20解得v ＝v 20＋eU 0m. (2)t ＝0时刻射入的电子，在垂直于极板方向上做匀加速运动，向正极板方向偏转，半个周期后电场方向反向，则继续在该方向上做匀减速运动，再经过半个周期，电场方向上的速度减到零，实际速度等于初速度v 0，平行于极板，以后继续重复这样的运动． 要使电子恰能平行于金属板飞出，则在OO ′方向上至少运动一个周期，故极板长至少为L ＝v 0T .(3)若要使电子从极板中央平行于极板飞出，则电子在电场方向上应先加速、再减速，反向加速再减速，每段时间相同，一个周期后恰好回到OO ′线．所以应在t ＝T 4＋k ·T2(k＝0,1,2，…)时射入．极板间距离要求满足在加速、减速阶段电子不打到极板上． 由牛顿第二定律有a ＝eU 0md.加速阶段运动的距离s ＝12·eU 0md ·(T 4)2≤d4可解得d ≥TeU 08m故两板间距至少为TeU 08m32．综合运用动力学观点和功能观点解决带电体在电场中的运动1．动力学观点动力学观点是指用匀变速运动的公式来解决实际问题，一般有两种情况：(1)带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动；(2)带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动(类平抛运动)．当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时，一般要采用类平抛运动规律解决问题．2．功能观点：首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用相应公式计算．(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量．(2)若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的．例3如图7所示，A、B为半径R＝1 m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E＝1×106 V/m、竖直向上的匀强电场，有一质量m＝1 kg、带电量q＝＋1.4×10－5 C的物体(可视为质点)，从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落(不计空气阻力)，BC段为长L＝2 m、与物体间动摩擦因数为μ＝0.2的粗糙绝缘水平面，CD段为倾角θ＝53°且离地面DE高h＝0.8 m的斜面．(取g＝10 m/s2)图7(1)若H＝1 m，物体能沿轨道AB到达最低点B，求它到达B点时对轨道的压力大小；(2)通过你的计算判断：是否存在某一H值，能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8 m处；(3)若高度H满足：0.85 m≤H≤1 m，请通过计算表示出物体从C处射出后打到的范围．(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.不需要计算过程，但要有具体的位置，不讨论物体反弹以后的情况)审题与关联解析 (1)物体由初始位置运动到B 点的过程中根据动能定理有mg (R ＋H )－qER ＝12m v 2B到达B 点时由支持力F N 、重力、电场力的合力提供向心力F N －mg ＋qE ＝m v 2BR ，解得F N ＝8 N根据牛顿第三定律，可知物体对轨道的压力大小为8 N ，方向竖直向下(2)要使物体沿轨道AB 到达最低点B ，当支持力为0时，最低点有个最小速度v ，则qE －mg ＝m v 2R解得v ＝2 m/s在粗糙水平面上，由动能定理得：－μmgx ＝－12m v 2，所以x ＝1 m>0.8 m故不存在某一H 值，使物体沿着轨道AB 经过最低点B 后，停在距离B 点0.8 m 处．(3)在斜面上距离D 点59 m 范围内(如图PD 之间区域)在水平面上距离D 点0.2 m 范围内(如图DQ 之间区域) 答案 (1)8 N (2)不存在 (3)在斜面上距离D 点59 m 范围内在水平面上距离D 点0.2 m 范围内突破训练3 如图8所示，ABCD 为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道，AB 段、CD 段均为半径R ＝2.5 m 的半圆，BC 、AD 段水平，AD ＝BC ＝8 m ，B 、C 之间的区域存在水平向右的有界匀强电场，场强E ＝6×105 V/m ；质量为m ＝4×10－3 kg 、电荷量为q ＝＋1×10－8 C 的小环套在轨道上，小环与轨道AD 段之间存在摩擦且动摩擦因数处处相同，小环与轨道其余部分的摩擦忽略不计，现使小环在D 点获得某一初速度沿轨道向左运动，若小环在轨道上可以无限循环运动，且小环每次到达圆弧上的A 点时，对圆轨道刚好均无压力．求：图8(1)小环通过A 点时的速度大小； (2)小环与AD 段间的动摩擦因数μ； (3)小环运动到D 点时的速度大小． 答案 (1)5 m/s (2)0.15 (3)7 m/s解析 (1)进入半圆轨道AB 时小环仅受重力，在A 点由向心力公式得：mg ＝m v 2ARv A ＝gR ＝5 m/s(2)由题意可得：小环在AD 段损失的能量跟在电场阶段补充的能量是相等的，故摩擦力做的功与电场力做的功大小相同． 故：μmgL AD ＝qEL BC μ＝0.15(3)从A 到D 由动能定理可得： 12m v 2D －12m v 2A ＝qEL BC 解得：v D ＝7 m/s(限时：45分钟)►题组1示波管的原理与应用1．如图1所示为示波管构造的示意图，现在XX′间加上U xx′－t信号，YY′间加上U yy′－t信号，(如图2甲、乙所示)．则在屏幕上看到的图形是()图1图2答案 D解析沿电场方向带电粒子做加速运动，在垂直电场方向带电粒子做匀速运动，粒子经过竖直的YY′(信号电压)电场偏转，再经过水平的XX′(扫描电压)电场偏转，最后在显示屏上形成稳定的图象．在甲图中开始U xx′<0，乙图中开始U yy′＝0之后大于0，由此排除B、C项.0～T在x方向电子恰好从－x处到屏中央，在y方向完成一次扫描，T～2T水平方向电子从中央向x正向移动，在y方向再完成一次扫描．所以本题D项正确．►题组2带电粒子在交变电场中的运动2．如图3甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是()图3A ．若t ＝0时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上B ．若t ＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C ．若t ＝T /4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D ．若t ＝3T /8时刻释放电子，电子必然打到左极板上答案 AC解析 若t ＝0时刻释放电子，电子将重复先加速后减速的运动，直到打到右极板，不会在两板间振动，所以A 正确，B 错；若从t ＝T /4时刻释放电子，电子先加速T /4，再减速T /4，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，所以C 正确；同理，若从t ＝3T /8时刻释放电子，电子有可能达到右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，所以D 项错误；此题考查带电粒子在交变电场中的运动．3．(2011·安徽·20)如图4(a)所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处．若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上．则t 0可能属于的时间段是 ( )(a) (b)图4A ．0<t 0<T 4B.T 2<t 0<3T 4C.3T 4<t 0<T D ．T <t 0<9T 8答案 B解析 设粒子的速度方向、位移方向向右为正．依题意得，粒子的速度方向时而为正，时而为负，最终打在A 板上时位移为负，速度方向为负．作出t 0＝0、T 4、T 2、3T 4时粒子运动的速度图象如图所示．由于 速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移，则由图象可知0<t 0<T 4，3T 4<t 0<T 时粒子在一个周期内的总位移大于零； T 4<t 0<3T 4时粒子在一个周期内的总位移小于零；当t 0>T 时情况类似．因粒子最终打在A 板上，则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零，对照各选项可知只有B 正确．4．如图5甲所示，真空中相距d ＝5 cm 的两块平行金属板A 、B 与电源相接(图中未画出)，其中B 板接地(电势为零)，两板间电压变化的规律如图乙所示．将一个质量m ＝2.0× 10－27 kg ，电荷量q ＝＋1.6×10－19 C 的带电粒子从紧邻B 板处释放，不计重力．求：图5(1)在t ＝0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；(2)若A 板电势变化周期T ＝1.0×10－5 s ，在t ＝0时将带电粒子从紧邻B 板处无初速度释放，粒子到达A 板时的速度大小；(3)A 板电势变化频率为多大时，在t ＝T /4到t ＝T /2时间内从紧邻B 板处无初速度释放该带电粒子，粒子不能到达A 板．答案 (1)4.0×109 m/s 2 (2)2.0×104 m/s(3)f >52×104 Hz解析 (1)在t ＝0时刻，电场强度E ＝U d ，所以加速度a ＝F m ＝Eq m ＝Uq md＝4.0×109 m/s 2. (2)带电粒子在0～T /2内所受电场力方向向右，T /2～T 内电场力反向．带电粒子在0～T /2内只受电场力作用做匀加速直线运动，前进的距离为x ＝12at 21＝12a (T 2)2＝5 cm ，而金属板间距d ＝5 cm ，所以t ＝T /2时带电粒子恰好到达A 板，此时带电粒子速度v ＝at 1＝2.0×104 m/s.(3)既然带电粒子不能到达A 板，则带电粒子在T /4到T /2时间内释放后向A 板做匀加速直线运动，在T /2～3T /4内向A 板做匀减速直线运动，速度减为零后将反向运动．当t ＝T /4时将带电粒子从紧邻B 板处无初速度释放，粒子向A 板运动的位移最大，该过程先匀加速T /4，然后匀减速T /4，t ＝3T /4时速度减为零．根据题意有：x max ＝2×12at 22＝a 16f 2<d ，f >52×104 Hz.5．如图6甲所示，在y ＝0和y ＝2 m 之间有沿着x 轴方向的匀强电场，MN 为电场区域的上边界，在x 轴方向范围足够大．电场强度的变化如图乙所示，取x 轴正方向为电场正方向，现有一个带负电的粒子，粒子的比荷为q m＝1.0×10－2 C/kg ，在t ＝0时刻以速度v 0＝5×102 m/s 从O 点沿y 轴正方向进入电场区域，不计粒子重力．求：图6(1)粒子通过电场区域的时间；(2)粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿x 方向的速度大小．答案 (1)4×10－3 s (2)(－2×10－5 m,2 m) (3)4×10－3 m/s 解析 (1)因粒子初速度方向垂直电场方向，在电场中做类平抛运动，所以粒子通过电场区域的时间t ＝Δy v 0＝4×10－3 s (2)粒子沿x 轴负方向先加速后减速，加速时的加速度大小为a 1＝E 1q m＝4 m/s 2，减速时的加速度大小为a 2＝E 2q m＝2 m/s 2由运动学规律得 x 方向上的位移为x ＝12a 1(T 2)2＋a 1(T 2)2－12a 2(T 2)2＝2×10－5 m 因此粒子离开电场时的位置坐标为(－2×10－5 m,2 m)(3)粒子通过电场区域后沿x 方向的速度为v x ＝a 1T 2－a 2T 2＝4×10－3 m/s ►题组3 用动力学和功能观点分析带电体在电场中的运动6．如图7所示，质量为m 的带电滑块沿绝缘斜面匀加速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区域时(滑块受到的电场力小于重力)，滑块的运动状态可能 ( )图7A ．仍为匀加速下滑，加速度比原来的小B ．仍为匀加速下滑，加速度比原来的大C ．变成匀减速下滑，加速度和原来一样大D ．仍为匀加速下滑，加速度和原来一样大答案 AB解析 设斜面倾角为θ，滑块在开始下滑的过程中，mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，解得a ＝g sin θ－μg cos θ>0，故sin θ>μcos θ.滑块可能带正电也可能带负电，当滑块带正电时，(mg＋Eq )sin θ－μ(mg ＋Eq )cos θ＝ma 1，a 1＝g (sin θ－μcos θ)＋qE m(sin θ－μcos θ)，可推出加速度变大；当滑块带负电时，(mg －Eq )sin θ－μ(mg －Eq )cos θ＝ma 2，a 2＝g (sin θ－μcos θ)－qE m(sin θ－μcos θ)，可推出加速度变小，选项A 、B 正确． 7．空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图8所示．一个质量为m 、电荷量为q 的带电小球在该电场中运动，小球经过A 点时的速度大小为v 1，方向水平向右；运动至B 点时的速度大小为v 2，运动方向与水平方向之间的夹角为α，A 、B 两点间的高度差为h 、水平距离为s ，则以下判断正确的是 ( )图8A ．A 、B 两点的电场强度和电势关系为E A <E B 、φA <φBB ．如果v 2>v 1，则电场力一定做正功C ．A 、B 两点间的电势差为m 2q (v 22－v 21) D ．小球从A 点运动到B 点的过程中电场力做的功为12m v 22－12m v 21－mgh 答案 D解析 由电场线的方向和疏密可知A 点电场强度小于B 点，但A 点电势高于B 点，A 错误．若v 2>v 1说明合外力对小球做正功，但电场力不一定做正功，B 错误．由于有重力做功，A 、B 两点间电势差不是m 2q(v 22－v 21)，C 错误．小球从A 点运动到B 点过程中由动能定理得W 电＋mgh ＝12m v 22－12m v 21，所以W 电＝12m v 22－12m v 21－mgh ，D 正确． 8．在一个水平面上建立x 轴，在过原点O 右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E ＝6×105N/C ，方向与x 轴正方向相同，在O 处放一个电荷量q ＝5×10－8 C 、质量m ＝0.010 kg 的带负电绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，沿x 轴正方向给物块一个初速度v 0＝2 m/s ，如图9所示，(g 取10 m/s 2)求：图9(1)物块最终停止时的位置；(2)物块在电场中运动过程的机械能增量．答案 (1)原点O 左侧0.2 m 处 (2)－0.016 J解析 (1)第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零．F f ＝μmgF ＝qE由牛顿第二定律得F f ＋F ＝ma由运动学公式得2ax 1＝v 20解得x 1＝0.4 m第二个过程：物块向左做匀加速运动，离开电场后再做匀减速运动直到停止．由动能定理得：Fx 1－F f (x 1＋x 2)＝0得x 2＝0.2 m ，则物块停止在原点O 左侧0.2 m 处．(2)物块在电场中运动过程的机械能增量ΔE ＝W f ＝－2μmgx 1＝－0.016 J.9．如图10所示，AB 是一倾角为θ＝37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，BCD 是半径为R ＝0.2 m 的光滑圆弧轨道，它们相切于B 点，C 为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E ＝4.0×103 N/C ，质量m ＝0.20 kg 的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB 对应的高度h ＝0.24 m ，滑块带电荷量q ＝－5.0×10－4 C ，取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.求：图10(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端B 点时的速度大小；(2)滑块滑到圆弧轨道最低点C 时对轨道的压力． 答案 (1)2.4 m/s (2)11.36 N ，方向竖直向下解析 (1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力 F f ＝μ(mg ＋qE )cos 37°＝0.96 N设到达斜面底端时的速度为v 1，根据动能定理得(mg ＋qE )h －F f h sin 37°＝12m v 21解得v 1＝2.4 m/s(2)滑块从B 到C ，由动能定理可得：(mg ＋qE )R (1－cos 37°)＝12m v 22－12m v 21当滑块经过最低点C 时，有F N －(mg ＋qE )＝m v 22R由牛顿第三定律：F N ′＝F N解得：F N ′＝11.36 N ，方向竖直向下．。

第4节电粒子在电场中运动的综合问题突破点(一) 示波管的工作原理在示波管模型中，带电粒子经加速电场U1加速，再经偏转电场U2偏转后，需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P，如图所示。

1．确定最终偏移距离思路一：思路二：确定加速后的v0―→确定偏移y*三角形相似确定OP：yOP＝l2⎝⎛⎭⎪⎫l2＋L2．确定偏转后的动能(或速度) 思路一：确定加速后的v0―→确定偏转后的v y＝at―→确定动能E k＝12mv2＝12m v02＋v y2思路二：确定加速后的v0―→确定偏转后的y―→动能定理：qEy＝12mv2－12mv02[多角练通]1．图(a)为示波管的原理图。

如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是选项中的( )2解析：选B 在0～2 t 1时间内，扫描电压扫描一次，信号电压完成一个周期，当U Y 为正的最大值时，电子打在荧光屏上有正的最大位移，当U Y 为负的最大值时，电子打在荧光屏上有负的最大位移，因此一个周期内荧光屏上的图像为B 。

2．如图所示，示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，如图甲所示。

电子枪具有释放电子并使电子聚集成束以及加速电子的作用；偏转系统使电子束发生偏转；电子束打在荧光屏上形成光迹。

这三部分均封装于真空玻璃壳中。

已知电子的电荷量e ＝1.6×10－19C ，质量m ＝9.1×10－31kg ，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应。

(1)电子枪的三级加速可简化为如图乙所示的加速电场，若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计，要使电子被加速后的动能达到1.6×10－16J ，求加速电压U 0为多大；(2)电子被加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y (竖直)方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图丙所示的偏转电场。