05：示波器的奧秘.doc

第六節(jié)：示波器的奧秘示波器并不神秘.它的基本原理是帶電粒子在電場(chǎng)力的作用下加速和偏轉(zhuǎn)教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與能力：1了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)只受電場(chǎng)力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。4滲透物理學(xué)方法的教育：運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計(jì)粒子重力。5培養(yǎng)綜合分析問(wèn)題的能力，體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn): 帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 教學(xué)難點(diǎn): 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題及應(yīng)用。例 ：帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?+ + + + + + +- - - - - - -Eqmg分析：帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)0，Eq=mg，因?yàn)樗苤亓ωQ直向下，所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，所以帶電體帶負(fù)電。帶電粒子的加速已知m、q、U、V0=0如何求帶電粒子的末速度?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速法1：根據(jù)牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式V0=0法2：根據(jù)動(dòng)能定理W=qU=mv2/2得:幻燈片6帶電粒子的加速課本的討論與交流P21對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,能否用qU=mv2/2來(lái)求帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度?V0=0U練習(xí)：兩個(gè)電荷的電量之比q1：q2=1：2，質(zhì)量之比m1：m2=2：1，都只受電場(chǎng)力，在電場(chǎng)中某點(diǎn)A都由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小之比。答案：v1：v2=1：2帶電粒子的偏轉(zhuǎn)類平拋運(yùn)動(dòng)!A.如果帶電粒子只受電場(chǎng)力B.初速方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)方向垂直1.帶電粒子在水平方向的受力及初速如何?2.帶電粒子在豎直方向的受力及初速如何?3.帶電粒子在水平及豎直方向的分運(yùn)動(dòng)情況如何?合運(yùn)動(dòng)又怎樣?加速度又如何？帶電粒子的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)帶電粒子在初速方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直初速方向做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)。帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1.若知兩板長(zhǎng)度為L(zhǎng)及電荷初速V0,則電荷穿越電場(chǎng)的時(shí)間t=_2. 電荷穿越電場(chǎng)在豎直方向的位移y=_3. 電荷穿越電場(chǎng)時(shí)在豎直方向的分速度Vy=_4. 電荷穿越電場(chǎng)時(shí)合速度與水平方向的夾角tan=_如圖所示，電子以速度V0沿垂直于電場(chǎng)線的方向，飛入偏轉(zhuǎn)板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，然后離開(kāi)電場(chǎng)，電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏離原方向的距離為h，兩平行板間的距離是d，電勢(shì)差是U，板長(zhǎng)是L，如果電子的入射速度增加到2V0，則偏離原來(lái)方向的距離為A.4h B. h/2 C.2h D. h/4D如圖所示，電子以速度V0沿垂直于電場(chǎng)線的方向，飛入偏轉(zhuǎn)板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，然后離開(kāi)電場(chǎng)，電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度與原方向的夾角為450，兩平行板間的距離是d，電勢(shì)差是U，板長(zhǎng)是L，如果電子的入射速度增加到2V0，其它條件不變,則電子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度與原方向的夾角為多少?tan=1/4=450三、示波管構(gòu)造如果在偏轉(zhuǎn)電極XX、YY上不加電壓，電子如何運(yùn)動(dòng)？如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YY上加電壓電子又如何運(yùn)動(dòng)？示波管的用途l 可用來(lái)觀察電信號(hào)隨時(shí)間變化的情況，如振動(dòng)、光、溫度等的變化可以通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的變化，然后再用示波器來(lái)研究。那么示波管的工作原理是怎樣的呢？ 它的工作原理是：帶電粒子在電場(chǎng) 中的加速和偏轉(zhuǎn)的問(wèn)題。小結(jié)兩類題目的分析處理方法：一、粒子運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力方向在同一直線上時(shí)，利用：動(dòng)能定理 和電場(chǎng)力做功。二、帶電粒子以速度 垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng) 時(shí)，類似于平拋運(yùn)動(dòng)的分析處理，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的知識(shí)求解。l 是否考慮帶電粒子或物體的重力要根據(jù)具體情況而定，一般說(shuō)來(lái)：l （1）基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等帶電粒子除有說(shuō)明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。l （2）帶電顆粒：如液謫、油滴、塵埃、小球、微粒等，除有說(shuō)明或有明確的暗示外，一般都不能忽略重力。課堂練習(xí)l 1、一束電子流在經(jīng) U=5000v的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng) ，如圖所示，若兩板間距d=1.0cm，板長(zhǎng)L=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？1、 解(1)在加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得： (2) 進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子在平行于板面的方向做勻速運(yùn)動(dòng)：(3)在垂直于板面的方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為：側(cè)移：電子能飛出的條件為解（1）（5）式可得：即要使電子能飛出，所加最大電壓為400v幻燈片18質(zhì)子（電量為+e，質(zhì)量為m），和粒子（電量為+2e，質(zhì)量為4m），都只受電場(chǎng)力，以相同初速度沿垂直于電場(chǎng)線的方向，飛入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)，然后離開(kāi)電場(chǎng)，求它們離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏離原方向的距離之比質(zhì)子