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1、第一章 第六节 示波器的奥秘第1页，本讲稿共35页2带电粒子在匀强电场中的偏转(1)进入电场的方式：以初速度 v0_电场线方向进入匀强电场(2)运动特点与规律：沿初速度方向做_运动，x_；沿电场力方向做_运动加速度 a_.速度 vy_.位移 y_.垂直 匀速直线 v0t 初速度为零的匀加速at 第2页，本讲稿共35页3示波器的核心部件是示波管，示波管的原理图如图 16 1 所 示，示 波 管 主 要 由 _、_ 和_三部分组成图 161电子枪 偏转电极 荧光屏 第3页，本讲稿共35页4如图 162 所示，在点电荷Q 的电场中，一带电量为q 的粒子以与电场线方向相同的初速度 v0 进入电场，关于
2、粒子的运动描述正确的是()图 162A沿电场线 QP 做匀加速直线运动B沿电场线 QP 做变减速直线运动C沿电场线 QP 做匀速直线运动D会偏离电场线 QP 做曲线运动第4页，本讲稿共35页 解析：电场力与速度方向在同一直线上，不可能做曲线运动，D错；电场力不为零，且大小变化，A、C错 答案：B 第5页，本讲稿共35页知识点 1带电粒子的加速1带电粒子在静电力的作用下，若由静止开始加速，则动能定理的表达式：qU_.若带电粒子以初速度 v0 沿电场 线 进 入 电 场 运 动，则 动 能 定 理 表 达 式：qU _.第6页，本讲稿共35页2如图 163 所示，在点电荷Q 的电场中有 A、B 两
3、点，将质子和粒子(q2 q 质，m4 m 质 )分别从 A 点由静止释放，到达 B 点则电场力对质子和粒子所做的功之比为：_；质 子 和 粒 子 到 达 B 点时的速度大小之比是_，你选择的方法是_此种情形能用 vat 求速度吗？_.图 16312 动能定理 不能第7页，本讲稿共35页1带电粒子的受力分析(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般因受到的重力远远小于电场力，重力可忽略(但质量不能忽略)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般重力都必须考虑第8页，本讲稿共35页2运动特点分析带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，
4、受到的电场力与运动方向在同一直线上，粒子做匀加(减)速直线运动若电场是非匀强电场，粒子做变加速运动3处理方法：可以用动力学规律和动能定理两种方法进行分析其比较如下：(1)动能定理：可以是匀强电场，也可以是非匀强电场；电场力所做功 W qU 与电场力是恒力还是变力无关(2)应用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式求解加速问题，电场必须是匀强电场，电场力必须是恒力第9页，本讲稿共35页【例 1】(双选)如图 164 所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是()图 164A两板间距越大，加速的时间越长B两板间距离越小，电子到达 Q 板时的速度
5、就越大C电子到达 Q 板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D电子的加速度和到达 Q 板时的速度与板间距离无关第10页，本讲稿共35页答案：AC第11页，本讲稿共35页【触类旁通】1如图 165 是示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A、K 间电压为 U.电子离开阴极时的速度可以忽略电子经加速后从 K 的小孔中射出的速度大小为 v.下面的说法中正确的是()图 165第12页，本讲稿共35页A如果 A、K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离开 K 时的速度变为 2vB如果 A、K 间距离减半而电压仍为 U 不变，则电子离
6、开 K 时的速度变为v2C如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K时的速度变为v2D如果 A、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开 K时的速度变为第13页，本讲稿共35页答案：D第14页，本讲稿共35页知识点 2 带电粒子的偏转1带电粒子(不计重力)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，受到恒定的电场力作用而做速度 变 化 _ 的 曲 线 运 动；粒 子 沿 初 速 度 方 向 做_ 运 动，沿 电 场 方 向 做 初 速 度 为 _ 的_运动2设带电粒子的质量为 m.带电量为 q，板间距离为 d，电压为 U，极板长度为 l，则粒子在电场中运动时的加
7、速度 a_，电场中运动的时间 t_，离开电场的偏转量 y_，偏转角 tan _.均匀 匀速直线 零 匀加速直线 第15页，本讲稿共35页(1)沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间：t .，vyat.1模型特点(1)带电粒子初速度 v0 方向与电场线方向垂直(2)受到恒定的电场力作用(限于匀强电场)2相关规律分析lv0(2)沿电场强度方向做初速度为零的匀加速直线运动：qUmda第16页，本讲稿共35页3对粒子偏转角的讨论如图 166 所示，设带电粒子质量为 m、带电荷量为 q，以速度 v0 垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为 U1.图 166第17页，本讲稿共35页第18页，本讲稿共35页
8、第19页，本讲稿共35页第20页，本讲稿共35页【例 2】如图 167 所示，质量相同的两个带电粒子 P、Q 以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P 从两极板正中央射入，Q 从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中()A它们运动的时间 tQtPB它们运动的加速度 aQaPC它们所带的电荷量之比 qPqQ12D它们的动能增加量之比EkPEkQ12图 167第21页，本讲稿共35页答案：C第22页，本讲稿共35页【触类旁通】2(双选)三个粒子在同一点沿同一方向同时垂直飞入偏转电场，出现了如图 168 所示的运动轨迹，由此可判断()A在
9、b 飞离电场的同时，a 刚好打在负极板上Bb 和 c 同时飞离电场C进入电场时，a、b 的速度一样大D动能的增加值 c 最小，a 和 b 一样大图 168AD第23页，本讲稿共35页1带电粒子先加速后偏转(1)分析带电粒子在电场中的运动问题通常用力和运动的关系或功能关系选择解题的方法是优先从功能关系角度考虑，应用功能关系列式简单、方便，不易出错(2)带电粒子被加速，在匀强电场中做匀加速直线运动，在非匀强电场中做变速运动，解决问题的方法是利用动能定理带电粒子在电场中的偏转问题也可以选择动能定理求解，但只能求出速度的大小，不能求出速度的方向，涉及方向问题时，必须采用运动分解的方法第24页，本讲稿共
10、35页(3)对带电粒子的偏转问题要特别注意分析粒子的重力是否可以忽略，当重力不可以忽略且电场力的方向与重力方向在一条直线上时，a|mgqE|m(电场力的方向与重力反向)，或a qEmgm(电场力的方向与重力同向)，粒子的运动性质、求解问题的思路方法与不受重力时相同(4)处理问题时对带电粒子进行受力分析运动特点分析，同时对力做功情况分析是选择规律、正确解题的关键第25页，本讲稿共35页【例 3】一束电子流在经 U5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进图 169入平行板间的匀强电场，如图 169 所示若两板间距d1.0 cm，板长 l5.0 cm，那么要使电子能从平行板间飞出，
11、两个极板上最大能加多大电压？第26页，本讲稿共35页第27页，本讲稿共35页第28页，本讲稿共35页C使 U2 变为原来的 倍D使 U2 变为原来的 倍【触类旁通】3如图 1610 所示，静止的电子在加速电压为 U1 的电场的作用下从 O 经 P 板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压 U2 的作用下偏转一段距离现使 U1 加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该()A使 U2 加倍B使 U2 变为原来的 4 倍 1 5 1 2图 1610第29页，本讲稿共35页解析：要使电子轨迹不变，则应使电子进入偏转电场后，任一水平位移 x 所对应的偏转量 y 保持不变，则有答案：A第3
12、0页，本讲稿共35页2带电体在电场中的运动(1)带电体在电场中的运动问题，务必要考虑重力作用，同时要准确进行受力分析(2)方法一：利用力和运动的关系，即牛顿运动定律和匀变速直线运动规律的结合但必须注意此方法只适应于合外力为恒力的情形(3)方法二：利用功能关系，即动能定理此方法无论合外力是恒力还是变力，运动轨迹是直线还是曲线，均可采用必须注意重力做功与电场力做功的特点第31页，本讲稿共35页变为原来的 ，求此电场的场强大小和方向【例 4】如图 1611 所示，在距地面一定高度的位置以初速度 v0 向右水平抛出一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程)若在空间上加一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程12图 1611第32页，本讲稿共35页第33页，本讲稿共35页【触类旁通】4(双选)如图 1612 所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的 P 点以相同的水平初速度垂直于 E 进入电场，它们分别落到 A、B、C 三点，则可判断()图 1612第34页，本讲稿共35页A落到 A 点的小球带正电，落到 B 点的小球不带电B三小球在电场中运动时间相等C三小球到达正极板时的动能关系是：EkAEkBEkCD三小球在电场中运动的加速度关系是：aCaBaA答案：AD第35页，本讲稿共35页