物理：2.5《探究电子束在示波管中的运动》2

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1、J2459学生示波器阴极射线管结构示意图2.5探究电子束在示波管中的运动示波器的原理1.示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。2.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。产生高速飞行的电子束待显示的电压信号锯齿形扫描电压使电子沿Y方向偏移使电子沿x方向偏移一。示波器的原理二.带电粒子在电场中的加速用牛顿运动定律分析用动能定理分析E1（加速电压）如图所示，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m，带负电荷q的电子，在静电力作用下由负极板向正极板运动，计算它到达正极板时的速度多大？3、某些带电

2、体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定电场中的带电粒子一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。带电粒子在匀强电场中运动情况：受到恒定的电场力受力情况：做匀变速运动二.带电粒子在电场中的加速用牛顿运动定律分析用动能定理分析E1（加速电压）如图所示，在真空中有一对平行金属板，由于接上电池组而带电，两板间的电势差为U。若一个质量为m，带负电荷q的电子，在静电

3、力作用下由负极板向正极板运动，计算它到达正极板时的速度多大？qUm_带电粒子的加速d1、受力分析:水平向右的电场力F＝Eq=qU/dF2、运动分析:初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。解法一　运用运动学知识求解解法二　运用能量知识求解粒子加速后的速度与加速电压有关思考题如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？如果初速度不为零又如何求解？由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。ld+------

4、-----+++++++++Uv0q、m三.带电粒子在电场中的偏转ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移三.带电粒子在电场中的偏转试根据类平抛运动的知识，推导偏移量y和偏转角θ1、运动状态分析：带电粒子以速度V0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，若只受电场力作用，做匀变速曲线运动。2、偏转问题的分析处理方法：（类似平抛运动分析方法）（1）沿初速度方向是速度为V0的匀速直线运动；（2）沿电场力方向是初速度为零的匀加速直线运动。类平抛运动与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关

5、3。带电粒子的偏转：侧移距离与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关类平抛运动4.带电粒子的偏转：（偏转角）1.加速度:2.飞行时间:3.侧移距离:4.偏转角:5.出射速度:带电粒子的偏转——类平抛运动结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题。粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动L四、加速和偏转一体++++++------φvv0vy+_U1U2v0-qmy例5：一束电子流经U=5000V的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距d

6、=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个板之间的电压最多能加多少？课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核强化练习与电量成正比与比荷平方根成正比DB2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进

7、入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是（）A、使M、N间电压增加为2UB、使M、N间电压增加为4UC、使M、N间电压不变，距离减半D、使M、N间电压不变，距离加倍MNUd+v与电压平方根成正比B强化练习3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子