示波器的奥秘.docx

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1、第六节示波器的奥秘学习目标知识脉络1.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．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．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.带电粒子的加速[先填空]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．12初速度为零的带电粒子，经过电势差为U的电场加速后，qU＝

2、2mv，则v＝2qUm.[再判断]1．带电粒子在电场中只能做加速运动．(×)2．处理带电粒子加速问题时，也可利用牛顿定律．(√)3．带电粒子在电场中加速时，不满足能量守恒．(×)[后思考]动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法，试想该方法适用于非匀强电场吗？【提示】适用，由于W＝qU既用于匀强电场又适用于非匀强电场，故qU第1页1212＝2mv－2mv0适用于任何电场．[合作探讨]如图1-6-1所示，两平行金属板间电压为U.板间距离为d.一质量为m，带电量为q的正离子在左板附近由静止释放．图1-6-1探讨1：正离子在

3、两板间做什么规律的运动？加速度多大？qU【提示】正离子在两板间做初速度为零的匀加速直线运动．加速度a＝dm.探讨2：正离子到达负极板时的速度多大？122qU【提示】由qU＝2mv可得v＝m.[核心点击]1．带电粒子的加速当带电粒子进入电场中时，在电场力的作用下做加速运动，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的动能增加．示波器、电视机显像管中的电子枪就是利用电场对带电粒子进行加速的．2．处理方法(1)力和运动关系法——牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、时间和位移等．

4、这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况．(2)功能关系法——动能定理由粒子动能的变化量等于电场力做的功知：1mv2－1mv02＝qU，v＝v02＋2qU；22mv＝2qU若粒子的初速度为零，则m.这种方法既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．1．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()第2页A．质子B．氘核C．氦核D．钠离子122qUq【解析】由qU＝2mv，v＝m，所以比荷m大的速度大，A正确．【答案】A2．(多选)如图1-6-2所示，电量和质量都相同的两带正电粒子以不同的初速度

5、通过A、B两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则()【导学号：62032019】图1-6-2A．初速度大的粒子通过加速电场所需的时间短B．初速度小的粒子通过加速电场过程中动能的增量大C．两者通过加速电场过程中速度的增量一定相等D．两者通过加速电场过程中电势能的减少量一定相等12【解析】在电场中，两粒子的加速度相同，由d＝v0t＋2at知，速度大的用的时间短，A对，由动能定理，E＝W＝qU相同，B错，由v＝at知初速k度小的时间长，v大C错，电势能的减小量等于电场力的功，－Ep＝W＝qU，相同，D对．【答案】AD3.反射

6、式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图1-6-3所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知电场强度的大小分别是E1＝2.0×103N/C和E2＝4.0×103N/C，方向如图所示，带电微粒质量m＝1.0×10－20kg，带电量q＝－1.0×10－9C，A点距虚线MN的距离1＝1.0cm，不计带电微粒的重力，忽d略相对论效应．求：图1-6-3(1)B点距虚线MN的距离d2；第3页

7、(2)带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t.【解析】(1)带电微粒由A运动到B的过程中，由动能定理有qE1d1－qE2d2＝0E1得d2＝E2d1＝0.50cm.(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律有qE1＝ma1qE2＝ma212设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t1和t2，由运动学公式有d1＝2a1t112d＝2at222t＝t1＋t2联立方程解得t＝1.5×10－8s.【答案】(1)0.50cm(2)1.5×10－8s分析带电粒子加速运动问题的两点提醒(1)对于匀强电场虽然用动力

8、学观点和功能观点均可求解，但运用功能观点列式更简单，故应优先选用功能观点．(2)若电场为非匀强电场，带电粒子做变加速直线运动，不能通过牛顿运动定律途径求解．注意W＝qU对一切电场适用，因此从能量的观点入手，由动能定理来求解．带电粒子的偏转(垂直进入匀强电场)[先填空]1．运动特点(1)垂直电场方向：不受