1、高中物理高中物理选修选修3-1沪科版沪科版电场与示波器电场与示波器探究电子束在示波管中的运动探究电子束在示波管中的运动12掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律.知道示波管的主要构造和工作原理知道示波管的主要构造和工作原理.一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速在真空中有一对平行金属板，由于接在真空中有一对平行金属板，由于接在电池组上而带电，两板间的电势差在电池组上而带电，两板间的电势差为为U.若一个质量为若一个质量为m、带正电荷、带正电荷q的的粒子，在电场力的作用下由静止开始粒子，在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，板间距为从正极板向负
2、极板运动，板间距为d.(1)带电粒子在电场中受哪些力作用？带电粒子在电场中受哪些力作用？重力能否忽略不计？重力能否忽略不计？(2)粒子在电场中做何种运动？粒子在电场中做何种运动？(3)计算粒子到达负极板时的速度？计算粒子到达负极板时的速度？Eq答案答案(1)受重力和电场力；因重力远小受重力和电场力；因重力远小于电场力，故可以忽略重力于电场力，故可以忽略重力要点提炼要点提炼1电子、质子、电子、质子、粒子、离子等微观粒子，它们的重力远小于电场力，处理问粒子、离子等微观粒子，它们的重力远小于电场力，处理问题时可以忽略它们的重力带电小球、带电油滴、带电颗粒等，质量较大，处题时可以忽略它们的重力带电小球
3、、带电油滴、带电颗粒等，质量较大，处理问题时重力不能忽略理问题时重力不能忽略延伸思考延伸思考若是非匀强电场，如何求末速度？若是非匀强电场，如何求末速度？一、一、对对带电粒子在电场中的加速运动带电粒子在电场中的加速运动的理解的理解例例1 如图所示，在点电荷如图所示，在点电荷Q激发的电场中有激发的电场中有A、B两点，将质子和两点，将质子和粒子分粒子分别从别从A点由静止释放到达点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？点时，它们的速度大小之比为多少？非匀强电场非匀强电场变加速运动变加速运动能量的观点处理能量的观点处理二、二、对对带电粒子在电场中的偏转运动带电粒子在电场中的偏转运动的理解的理解
4、例例2 如图为一真空示波管的示意图如图为一真空示波管的示意图,电电子从灯丝子从灯丝K发出发出(初速度可忽略不计初速度可忽略不计)，经灯丝与经灯丝与A板间的电压板间的电压U1加速加速,从从A板中板中心孔沿中心线心孔沿中心线KO射出射出,然后进入两块平然后进入两块平行金属板行金属板M、N形成的偏转电场中形成的偏转电场中(偏偏转电场可视为匀强电场转电场可视为匀强电场),电子进入电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的子经过电场后打在荧光屏上的P点已点已知知M、N两板间的电压为两板间的电压为U2,两板间的两板间的距离为距离为d,板长为板长
5、为L，电子的质量为，电子的质量为m，电荷量为电荷量为e，不计电子受到的重力及它，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力们之间的相互作用力(1)求电子穿过求电子穿过A板时速度的大小；板时速度的大小；(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；求电子从偏转电场射出时的侧移量；(3)若要电子打在荧光屏上若要电子打在荧光屏上P点的上方，点的上方，可采取哪些措施？可采取哪些措施？1(带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速)两平行金两平行金属板相距为属板相距为d，电势差为，电势差为U，一电子质，一电子质量为量为m，电荷量为，电荷量为e，从，从O点沿垂直于极点沿垂直于极板的方向射出，最远到达板的方向射出，
6、最远到达A点，然后返点，然后返回，如图所示，回，如图所示，OAh，则此电子具有，则此电子具有的初动能是的初动能是()vA=0D2(带电粒子在电场中的偏转带电粒子在电场中的偏转)一束正离一束正离子以相同的速率从同一位置垂直于电场子以相同的速率从同一位置垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹方向飞入匀强电场中，所有离子的轨迹都是一样的，这说明所有离子都是一样的，这说明所有离子()A都具有相同的质量都具有相同的质量B都具有相同的电荷量都具有相同的电荷量C具有相同的比荷具有相同的比荷D都是同一元素的同位素都是同一元素的同位素偏转位移、偏转角度相同偏转位移、偏转角度相同轨迹相同轨迹相同C3(对示波管原理的认识对示波管原理的认识)如图是示波管如图是示波管的原理图它由电子枪、偏转电极的原理图它由电子枪、偏转电极(XX和和YY)、荧光屏组成，管内抽成真空、荧光屏组成，管内抽成真空给电子枪通电后，如果在偏转电极给电子枪通电后，如果在偏转电极XX和和YY上都没有加电压上都没有加电压,电子束将打在荧电子束将打在荧光屏的中心光屏的中心O点点(1)带电粒子在带电粒子在_区域是加速的，区域是加速的，在在_区域是偏转的区域是偏转的(2)若若UYY0，UXX0，则粒子向，则粒子向_板偏移，若板偏移，若UYY0，UXX0，则粒子向，则粒子向_板偏移板偏移带负电，向正极偏带负电，向正极偏YX再见再见
