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1.6 示波器的奥秘(公开课)

发布时间:2013-09-30 09:21:03  

YJ ·物理 选修3-1 华

第六节
课 标 解 读

示波器的奥秘
重 点 难 点

1.理解带电粒子初速度沿电场线的 运动——匀变速直线运动。 2.理解带电粒子初速度垂直电场线 线运动)。 3.学会分析带电粒子在电场中的偏

1.带电粒子在电场中 的加速.(重点) 2.带电粒子在电场中 3.偏移量、 灵敏度、 偏转角与那些因素有

的运动——类平抛运动(匀变速曲 的偏转.(重点)

转问题,知道各个量与什么有关。 关.(难点)

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●新课导入

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。在科学研
究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究 领域和行业应用广泛。它能把肉眼看不见的电信号变换成看 得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。

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U

vy

+

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v0

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+

+

+
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α

vt

v0

Y

U0 加速 电场

- - - - - L 偏转电场

L`

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1. 知识储备

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、α粒子等,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. 探究交流 带电小球、带电液滴、带电尘埃等所受重力是否可以忽

略?
【提示】 一般不可忽略. 它们所受的静电力并没有远大于重力,重力

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3.新知学习
(1)带电粒子加速问题的处理方法:利用 动能定理 . (2)初速度为零的带电粒子,经过电势差为U的电场 1 2 2qU mv 加速后,qU= 2 ,则v= m . 4.新知应用 例1. 如图,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和 4 α粒子( 2 He 核)分别从A点由静止释放到达B点时,它们 的速度大小之比为多少?

v1 解析: ? v2

2q1U / m1 2q2U / m2

?

q1m2 1? 4 ? ? 2 q2 m1 2 ?1

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1. 知识储备

平抛运动的物体,水平方向不受力,做匀速直线 运动。
竖直方向仅受重力,加速度为 g ,做 自由落体 运动。 2. 探究交流 以初速度v0 垂直电场线方向进入匀强电场的带电粒子

(忽略重力),做什么运动?
【提示】垂直电场线方向,不受力,做匀速直线运动。 沿电场线方向,受 做 匀加速直线 运动。 电场力 ,加速度为 qU/md ,

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3.新知学习
(1)运动时间:t=L/v0 (2)加速度:a=qU/md
1 2 qUL2 (3)偏移量:y ? at ? 2 2mdv0 2

at qUL tan (4)偏转角: ? ? ? ? vx v0 mdv0 2

vy

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4.新知应用 例2.如图所示是一个说明示波管工作的部分原理图,电子经 加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开偏转电场时偏转量 为h,两平行板间距为d,电压为U,板长为L,每单位电压 引起的偏转量(h/U))叫做示

波管的灵敏度,为了提高灵敏度 ,可采用的办法是( C ) A.增加两板间的电势差U B.尽可能缩短板长L C.尽可能减小板距d D.使电子的入射速度v0大些
【解析】 垂直极板方向上电子做匀加速运动,故有 h 1 2 qUL2 h qL2 = at = 2,则 = 2 U 2mdv0,可知,只有 C 选项正确.故 2 2mdv0 正确答案为 C.

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1.一带电粒子在电场中只受到电场力作用时,它不可 能出现的运动状态是( A )

A.匀速直线运动
C.匀变速曲线运动 【解析】

B.匀加速直线运动
D.匀速圆周运动

只在电场力的作用下,说明电荷受到的合外

力的大小为电场力,不为零,则粒子做变速运动.所以选项 A不可能;正电荷周围的负电荷只在电场力作用下且电场力

恰好充当向心力时,可以做匀速圆周运动,选项D可能.

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2.在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关 于电子到达B板时的速率,下列解释正确的是( C ) A.两板间距越大,加速的时间就越 长,则获得的速率越大 B.两板间距越小,加速的时间就越 长,则获得的速度越大 C.获得的速率大小与两板间的距离 无关,仅与加速电压U有关 D.两板间距离越小,加速的时间越 短,则获得的速率越小
【解析】 关. 1 qU= mv2,v= 2 2qU m 知速率大小与U有

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3.一束电子流在经U=5 000 V的加速电场加速后,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=1.0 cm,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? 解:加速过程,由动能定理得 eU=mv02/2 ① 进入偏转电场,电子在平行于板面 的方向上做匀速运动,l=v0t ② 在垂直于板面的方向做匀加速直线 运动,加速度为a=F/m=eU′/md ③ 偏转距离 y=at2/2 ④ 且有: y ≤d/2 ⑤ 联立①~⑤式解得U′≤ 2Ud2/ l 2=400 V 即要使电子能飞出,所加电压最大为400 V

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带电粒子经过加速电场后再进入偏转电场,偏移量与哪
些因素有关?飞出偏转电场后又是怎么打到荧光屏上的?我 们可以定量计算打在荧光屏上的位置吗?


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