《高中物理課件第1章 第6節(jié)《示波器的奧秘》（粵教版選修3-1）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理課件第1章 第6節(jié)《示波器的奧秘》（粵教版選修3-1）（38頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第六節(jié)示波器的奧秘 1 帶電粒子的加速 1 基本粒子的受力特點(diǎn) 對(duì)于質(zhì)量很小的基本粒子 如電子 質(zhì)子等 由于在電場(chǎng)中受到的靜電力遠(yuǎn) 重力 重力一般可以 2 初速度為零的帶電粒子 質(zhì)量為m 電量為q 經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后 根據(jù)動(dòng)能定理有qU 則速度v 大于 忽略 2 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 1 進(jìn)入電場(chǎng)的方式 以初速度v0 電場(chǎng)線方向進(jìn)入 勻強(qiáng)電場(chǎng) 2 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與規(guī)律 沿初速度方向做 運(yùn)動(dòng) x 沿電場(chǎng)力方向做 運(yùn)動(dòng) 加速度a 速度vy 位移y 垂直 勻速直線 v0t 初速度為零的勻加速 at 3 示波器的核心部件是示波管 示波管的原理圖如圖1 6 1所示 示波管主要由 和 三部分組成 圖1 6 1 電子槍 偏轉(zhuǎn)電極 熒光屏 4 如圖1 6 2所示 在點(diǎn)電荷 Q的電場(chǎng)中 一帶電量為 q的粒子以與電場(chǎng)線方向相同的初速度v0進(jìn)入電場(chǎng) 關(guān)于 粒子的運(yùn)動(dòng)描述正確的是 圖1 6 2A 沿電場(chǎng)線QP做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B 沿電場(chǎng)線QP做變減速直線運(yùn)動(dòng)C 沿電場(chǎng)線QP做勻速直線運(yùn)動(dòng)D 會(huì)偏離電場(chǎng)線QP做曲線運(yùn)動(dòng) 解析 電場(chǎng)力與速度方向在同一直線上 不可能做曲線運(yùn)動(dòng) D錯(cuò) 電場(chǎng)力不為零 且大小變化 A C錯(cuò) 答案 B 知識(shí)點(diǎn)1 帶電粒子的加速 1 帶電粒子在靜電力的作用下 若由靜止開始加速 則動(dòng)能定理的表達(dá)式 qU 若帶電粒子以初速度v0沿電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) 則動(dòng)能定理表達(dá)式 qU 2 如圖1 6 3所示 在點(diǎn)電荷 Q的電場(chǎng)中有A B兩點(diǎn) 將質(zhì)子和 粒子 q 2q質(zhì) m 4m質(zhì) 分別從A點(diǎn)由靜止釋放 到達(dá)B點(diǎn) 則電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子和 粒子所做的功之比為 質(zhì)子和 粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小之比是 你選擇的方法是 此種情形能用v at求速度嗎 圖1 6 3 1 2 動(dòng)能定理 不能 1 帶電粒子的受力分析 1 基本粒子 如電子 質(zhì)子 粒子 離子等除有說明或明確的暗示以外 一般因受到的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力 重力可忽略 但質(zhì)量不能忽略 2 帶電顆粒 如液滴 油滴 塵埃 小球等 除有說明或 有明確的暗示以外 一般重力都必須考慮 2 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析 帶電粒子沿電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng) 受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上 粒子做勻加 減 速直線運(yùn)動(dòng) 若電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng) 粒子做變加速運(yùn)動(dòng) 3 處理方法 可以用動(dòng)力學(xué)規(guī)律和動(dòng)能定理兩種方法進(jìn) 行分析 其比較如下 1 動(dòng)能定理 可以是勻強(qiáng)電場(chǎng) 也可以是非勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)力所做功W qU與電場(chǎng)力是恒力還是變力無關(guān) 2 應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求解加速 問題 電場(chǎng)必須是勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)力必須是恒力 例1 雙選 如圖1 6 4所示 在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng) 則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況 下列 敘述正確的是 圖1 6 4A 兩板間距越大 加速的時(shí)間越長(zhǎng)B 兩板間距離越小 電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大C 電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無關(guān) 僅與加速電壓有關(guān)D 電子的加速度和到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無關(guān) 答案 AC 觸類旁通 1 如圖1 6 5是示波管中電子槍的原理示意圖 示波管內(nèi)被抽成真空 A為發(fā)射熱電子的陰極 K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速陽(yáng)極 A K間電壓為U 電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略 電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出的速度大小為v 下面的說法中 正確的是 圖1 6 5 A 如果A K間距離減半而電壓仍為U不變 則電子離開K時(shí)的速度變?yōu)?vB 如果A K間距離減半而電壓仍為U不變 則電子離 開K時(shí)的速度變?yōu)?v2 C 如果A K間距離保持不變而電壓減半 則電子離開K 時(shí)的速度變?yōu)?v2 D 如果A K間距離保持不變而電壓減半 則電子離開K 時(shí)的速度變?yōu)?答案 D 知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子的偏轉(zhuǎn) 1 帶電粒子 不計(jì)重力 以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩 帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí) 受到恒定的電場(chǎng)力作用而做速度變化 的曲線運(yùn)動(dòng) 粒子沿初速度方向做 運(yùn)動(dòng) 沿電場(chǎng)方向做初速度為 的 運(yùn)動(dòng) 2 設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m 帶電量為q 板間距離為d 電壓為U 極板長(zhǎng)度為l 則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a 電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 離開電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量y 偏轉(zhuǎn)角tan 均勻 勻速直線 零 勻加速直線 1 沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t vy at 1 模型特點(diǎn) 1 帶電粒子初速度v0方向與電場(chǎng)線方向垂直 2 受到恒定的電場(chǎng)力作用 限于勻強(qiáng)電場(chǎng) 2 相關(guān)規(guī)律分析 l v0 2 沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) qUmd a 3 對(duì)粒子偏轉(zhuǎn)角的討論如圖1 6 6所示 設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m 帶電荷量為q 以速度v0垂直于電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 偏轉(zhuǎn)電壓為U1 圖1 6 6 例2 如圖1 6 7所示 質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P Q以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 P從兩極板正中央射入 Q從下極板邊緣處射入 它們最后打在同一點(diǎn) 重力不計(jì) 則從開始射入到打到上板的過程中 A 它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tQ tP B 它們運(yùn)動(dòng)的加速度aQ aPC 它們所帶的電荷量之比qP qQ 1 2 D 它們的動(dòng)能增加量之比 EkP EkQ 1 2 圖1 6 7 答案 C 觸類旁通 2 雙選 三個(gè) 粒子在同一點(diǎn)沿同一方向同時(shí)垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 出現(xiàn)了如圖1 6 8所示的運(yùn)動(dòng)軌跡 由此可判斷 A 在b飛離電場(chǎng)的同時(shí) a剛好打在負(fù)極板上B b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)C 進(jìn)入電場(chǎng)時(shí) a b的速度一樣大D 動(dòng)能的增加值c最小 a和b一樣大圖1 6 8 AD 1 帶電粒子先加速后偏轉(zhuǎn) 1 分析帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題通常用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系或功能關(guān)系 選擇解題的方法是優(yōu)先從功能關(guān)系角度考慮 應(yīng)用功能關(guān)系列式簡(jiǎn)單 方便 不易出錯(cuò) 2 帶電粒子被加速 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中做變速運(yùn)動(dòng) 解決問題的方法是利用動(dòng)能定理 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題也可以選擇動(dòng)能定理求解 但只能求出速度的大小 不能求出速度的方向 涉及方向問題時(shí) 必須采用運(yùn)動(dòng)分解的方法 3 對(duì)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)問題要特別注意分析粒子的重力是否可以忽略 當(dāng)重力不可以忽略且電場(chǎng)力的方向與重力方向在 一條直線上時(shí) a mg qE m 電場(chǎng)力的方向與重力反向 或 a qE mgm 電場(chǎng)力的方向與重力同向 粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 求解問題的思路方法與不受重力時(shí)相同 4 處理問題時(shí)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析 同時(shí)對(duì)力做功情況分析是選擇規(guī)律 正確解題的關(guān)鍵 例3 一束電子流在經(jīng)U 5000V的加速電壓加速后 在距兩極板等距離處垂直進(jìn) 圖1 6 9 入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng) 如圖1 6 9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)極板上最大能加多大電壓 C 使U2變?yōu)樵瓉淼谋?D 使U2變?yōu)樵瓉淼谋?觸類旁通 3 如圖1 6 10所示 靜止的電子在加速電壓為U1的電場(chǎng)的作用下從O經(jīng)P板的小孔射出 又垂直進(jìn)入平行金屬板間的電場(chǎng) 在偏轉(zhuǎn)電壓U2的作用下偏轉(zhuǎn)一段距離 現(xiàn)使U1加倍 要想使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不發(fā)生變化 應(yīng)該 A 使U2加倍B 使U2變?yōu)樵瓉淼?倍1512 圖1 6 10 解析 要使電子軌跡不變 則應(yīng)使電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后 任一水平位移x所對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)量y保持不變 則有 答案 A 2 帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1 帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題 務(wù)必要考慮重力作用 同時(shí)要準(zhǔn)確進(jìn)行受力分析 2 方法一 利用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 即牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的結(jié)合 但必須注意此方法只適應(yīng)于合外力為恒力的情形 3 方法二 利用功能關(guān)系 即動(dòng)能定理 此方法無論合外力是恒力還是變力 運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線 均可采用 必須注意重力做功與電場(chǎng)力做功的特點(diǎn) 變?yōu)樵瓉淼?求此電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向 例4 如圖1 6 11所示 在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m 電荷量為q的帶負(fù)電小球 小球的落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間有一段相應(yīng)的水平距離 水平射程 若在空間上加一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 使小球的水平射程 12 圖1 6 11 觸類旁通 4 雙選 如圖1 6 12所示 有三個(gè)質(zhì)量相等分別帶正電 負(fù)電和不帶電的小球 從平行板電場(chǎng)中的P點(diǎn)以相同的水平初速度垂直于E進(jìn)入電場(chǎng) 它們分別落到A B C三點(diǎn) 則 可判斷 圖1 6 12 A 落到A點(diǎn)的小球帶正電 落到B點(diǎn)的小球不帶電B 三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 C 三小球到達(dá)正極板時(shí)的動(dòng)能關(guān)系是 EkA EkB EkCD 三小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度關(guān)系是 aC aB aA 答案 AD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全