2018-2019學度高中創(chuàng)新設計物理粵教版3-1資料：第一章第8講示波器的奧秘

第一章電場第8講示波器的奧秘1.會從力和能量角度分析計算帶電粒子在電場中加速和偏轉的有關問題.2.知道示波管的主要構造和工作原理.目標定位二、帶電粒子的偏轉對點檢測自查自糾欄目索引一、帶電粒子的加速三、示波器探秘一帶正電荷q、質量為m的帶電粒子從正極板處由靜止開始向負極板運動(忽略重力作用)，由于電場力做

功，帶電粒子在電場中被_____，動能_____，根據(jù)動能定理有：___________，由此可得帶電粒子到達負極板時的速度：v＝

________.答案一、帶電粒子的加速知識梳理正加速增加(1)若上述粒子從兩極板的中點由靜止開始運動到負極板，則粒子到達負極板的速度是多少？答案【深度思考】(2)若上述粒子以速度v0從正極板運動到負極板，其速度又是多少？例1如圖1所示，M和N是勻強電場中的兩個等勢面，相距為d，電勢差為U，一質量為m(不計重力)、電荷量為－q的粒子，以速度v0通過等勢面M射入兩等勢面之間，則該粒子穿過等勢面N的速度應是(

)典例精析解析答案圖1C總結提升總結提升1.兩類帶電體(1)基本粒子：如電子、質子、α粒子、離子等，除特殊說明外，一般忽略粒子的重力(但并不忽略質量).(2)帶電微粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除特殊說明外，一般不忽略重力.2.處理加速問題的分析方法(1)根據(jù)帶電粒子所受的力，用牛頓第二定律求出加速度，結合運動學公式確定帶電粒子的速度、位移等.(2)一般應用動能定理來處理問題，若帶電粒子只受電場力作用：針對訓練1

如圖2所示，P和Q為兩平行金屬板，兩極板間電壓為U，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動，關于電子到達Q板時的速率，下列說法正確的是(

)答案返回圖2A.兩極板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大B.兩極板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大C.與兩極板間距離無關，僅與加速電壓U有關D.以上說法都不正確C如圖3甲所示，質量為m、電荷量為q的粒子，以初速度v0垂直于電場方向進入兩平行板間場強為E的勻強電場，極板間距離為d

，兩極板間電勢差為U，板長為l.知識梳理二、帶電粒子的偏轉圖31.運動性質

(1)沿初速度方向：做速度為

的

運動.(2)沿電場力方向：做初速度為

，加速度為a＝_____＝______的勻加速直線運動.2.運動規(guī)律(1)偏轉距離：由t＝____，a＝____，所以y＝

at2＝

_______.(2)偏轉角度：因為vy

＝at＝

_______，所以tanθ＝____＝

_________.答案v0勻速直線零答案【深度思考】例2一束電子流在經(jīng)U＝5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖4所示.若兩板間距離d＝1.0cm，板長l＝5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最大能加多大電壓？典例精析解析答案圖4進入偏轉電場，電子在平行于板面的方向上做勻速直線運動l＝v0t在垂直于板面的方向電子做勻加速直線運動，

即要使電子能飛出，兩極板上所加電壓最大為400V.答案400V針對訓練2

裝置如例2.如果質子經(jīng)同一加速電壓加速(U＝5000V，但加速電場方向與例2相反，如圖5)，從同一位置垂直進入同一勻強電場(d＝1.0cm，l＝5.0cm)，偏轉電壓U′＝400V.質子能飛出電場嗎？如果能，偏移量是多大？解析答案總結提升圖5返回總結提升答案能0.5cm返回總結提升返回三、示波器探秘1.構造：

是示波器的核心部件，外部是一個抽成真空的玻璃殼，采用熱電子發(fā)射方式發(fā)射電子.(如圖6所示)答案知識梳理圖6示波管2.基本原理：帶電粒子在電場力作用下

和

.陰極加熱后發(fā)射的____經(jīng)加速電場加速后，打在管底的熒光屏上，形成小亮斑.亮斑在熒光屏上的位置可以通過調節(jié)

偏轉極和

偏轉極上的電壓大小來控制.答案加速偏轉電子豎直水平示波管熒光屏上的亮線是怎樣產生的？所加的掃描電壓和信號電壓的周期要滿足什么條件才能得到待測信號在一個周期內的穩(wěn)定圖象？答案【深度思考】答案電子打在熒光屏上將出現(xiàn)一個亮點，若電子打在熒光屏上的位置快速移動，由于視覺暫留效應，能在熒光屏上看到一條亮線.所加的掃描電壓和信號電壓的周期相等才能得到待測信號在一個周期內的穩(wěn)定圖象.例3

示波管的內部結構如圖7甲所示.如果在偏轉電極XX′、YY′之間都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏中心.如果在偏轉電極XX′之間和YY′之間加上圖丙所示的幾種電壓，熒光屏上可能會出現(xiàn)圖乙中(a)、(b)所示的兩種波形.則(

)典例精析圖7A.若XX′和YY′分別加電壓(3)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形B.若XX′和YY′分別加電壓(4)和(1)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(a)所示波形C.若XX′和YY′分別加電壓(3)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形D.若XX′和YY′分別加電壓(4)和(2)，熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中(b)所示波形解析答案返回解析若XX′和YY′分別加電壓(3)和(1)，則橫軸自左向右移動，縱軸則按正弦規(guī)律變化，熒光屏上可以出現(xiàn)如圖(a)所示波形，A對.若XX′和YY′分別加電壓(4)和(1)則橫軸不變，即波形只在縱軸上，不管縱軸上面波形如何變化始終只能在橫軸出現(xiàn)一條線，(a)、(b)都不可能出現(xiàn)，B錯.若XX′和YY′分別加電壓(4)和(2)，同理，D錯.若XX′和YY′分別加電壓(3)和(2)，則橫軸自原點先向正方向運動后返回向負方向運動，到負方向一定位置后又返回，縱軸則先為負的定值后為正的定值，熒光屏上可以出現(xiàn)如圖(b)所示波形，C對.答案AC返回1.(帶電粒子的直線運動)(多選)如圖8所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，當?shù)竭_B極板時速度為v，保持兩板間電壓不變，則(

)解析答案對點檢測自查自糾1234圖8A.當增大兩板間距離時，v增大B.當減小兩板間距離時，v增大C.當改變兩板間距離時，v不變D.當增大兩板間距離時，電子在兩板間運動的時間也增大1234答案CD解析答案12342.(帶電粒子的偏轉)如圖9所示，有一帶電粒子貼著A板沿水平方向射入勻強電場，當偏轉電壓為U1時，帶電粒子沿①軌跡從兩板正中間飛出；當偏轉電壓為U2時，帶電粒子沿②軌跡落到B板中間；設粒子兩次射入電場的水平速度相同，則兩次偏轉電壓之比為(

)圖9A.U1∶U2＝1∶8 B.U1∶U2＝1∶4C.U1∶U2＝1∶2 D.U1∶U2＝1∶1A3.(對示波管原理的認識)如圖10是示波管的原理圖.它由電子槍、偏轉電極(XX′和YY′)、熒光屏組成，管內抽成真空.給電子槍通電后，如果在偏轉電極XX′和YY′上都沒有加電壓，電子束將打在熒光屏的中心O點.答案1234圖10(1)帶電粒子在___區(qū)域是加速的，在___區(qū)域是偏轉的.(2)如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的(

)A.極板X應帶正電

B.極板X′應帶正電C.極板Y應帶正電

D.極板Y′應帶正電

ⅠⅡAC4.(帶電粒子的偏轉)如圖11為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度可忽略不計)，經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉電場中(偏轉電場可視為勻強電場)，電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點.已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L，電子