2-6：示波器的奥秘

你知道或看到过”示波器”吗? 你知道或看到过”示波器”我们来看看…… 我们来看看电子经历加速和偏转打在荧光屏上…… 电子经历加速和偏转打在荧光屏上

电子的加速

+

q

-

两平行金属板间电压为U: 两平行金属板间电压为U 有一正电荷q、质量m的带电粒 有一正电荷q 质量m 子从正极板处，由静止开始向负极运动，你能求出粒 子从正极板处，由静止开始向负极运动， 子到负极板时的速度吗？ 子到负极板时的速度吗？2qU 可用牛顿定律或动能定理求： 可用牛顿定律或动能定理求： v = m

若加速电场不是匀强电场，你的方法还可用吗？ 若加速电场不是匀强电场，你的方法还可用吗？

带电粒子的偏转

- - - - - - - - q m

两平行金属板水平放置, 两平行金属板水平放置,极板 + + + + + + + 长度为L 板间距离为d 长度为L,板间距离为d,板间电压 有一质量为m 电荷量为q 为U。有一质量为m、电荷量为q的带电粒子以水平速 进入板间的匀强电场。 度v0进入板间的匀强电场。你能求出粒子穿出电场时 在竖直方向上的位移和偏转的角度吗？ 在竖直方向上的位移和偏转的角度吗？粒子做类平抛运动： 粒子做类平抛运动：a= F qE qU = = m m mdL0

由水平分运动求时间： 由水平分运动求时间：t = v

由竖直分运动求偏转位移： 由竖直分运动求偏转位移： 由速度分解求偏转角度： 由速度分解求偏转角度：

1 2 1 qU L qUL2 = y = at = 2 2 2 md v 0 2mdv 0

2

tanθ =

vy v0

=

at qUL = 2 v 0 mdv 0

示波器探秘核心部件： 核心部件：示波管

示波管各部件功能灯丝、阴极： 灯丝、阴极：发射电子 阳极：加速电子 阳极： 偏转系统： 偏转系统：控制电子偏转的位置 荧光屏： 荧光屏：显示电子所在位置

阴极射线管示波管就是一种阴极射线管

讨论与交流1、让原来静止的氢核、氘核、氚核的混合物通过两平行极板的 让原来静止的氢核、氘核、 AD 匀强电场加速， 匀强电场加速，最后穿出电场 在电场中， A、在电场中，各核将受到相同大小的电场力 在电场中， B、在电场中，各核将具有相同大小的加速度 C、各核出电场时将具有相同大小速度 D、各核出电场时将具有相同大小的动能 2、三个α粒子从同一点沿相同方向垂直 三个α 进入同一偏转电场，由于初速度不同， 进入同一偏转电场，由于初速度不同， 结果形成如图所示的不同轨迹。 结果形成如图所示的不同轨迹。由轨迹 我们可以判断：三者的初速度关系是va 我们可以判断：三者的初速度关系是va < vb < vc ,三者在 电场中运动的时间关系是ta 电场中运动的时间关系是ta = tb > tc ,三者的动能增量关

以上填“ 系是Eka 系是Eka = Ekb > Ekc (以上填“>”、“<”或“=”)。

3、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动， 如图，电子在电势差为U 的加速电场中由静止开始运动， 然后垂直射入电势差为U 的匀强电场中，整个装置处在真空中， 然后垂直射入电势差为U2的匀强电场中，整个装置处在真空中， 重力忽略不计。在满足电子能射出电场的条件下， 重力忽略不计。在满足电子能射出电场的条件下，下述四种情 况下， 况下，一定能使电子的 侧移量增大的是 B (1)负,1.5×10-8C 负 × 增大U 增大U A、增大U1,增大U2 (2)2.5cm 减小U 增大U B、减小U1,增大U2 (3)2.16 ×10-5C 增大U 减小U C、增大U1,减小U2 减小U 减小U D、减小U1,减小U2 4、如图所示，在水平向右的、强度E = 2000V/m的匀强电场 如图所示，在水平向右的、强度E 2000V/m的匀强电场 质量m 1.73毫克的带电粒子以大小 毫克的带电粒子以大小v 10m/s、 中，质量m = 1.73毫克的带电粒子以大小v0 = 10m/s、方向和 水平方向成30 的初速度从A点射入，发现它恰能做直线运动。 30° 水平方向成30°的初速度从A点射入，发现它恰能做直线运动。 以A点所在的等势面为参 考平面，电场区域足够大，试求： 考平面，电场区域足够大，试求： 粒子的电性和电量； (1)粒子的电性和电量； 粒子沿直线前进的最大距离； (2)粒子沿直线前进的最大距离； 粒子可以获得的最大电势能。 (3)粒子可以获得的最大电势能。

如图所示电子射线管. 发射电子， 5、如图所示电子射线管.阴极K发射电子，阳极P和阴 间加上电压后电子被加速. 是偏向板， 极K间加上电压后电子被加速.A、B是偏向板，使飞进 的电子偏离. 2.5× 的电子偏离.若已知P、K间所加电压UPK=2.5×103V, 6.0× 偏向板长L=6.0×10-2m,板间距离d=10-2m,所加电 压UAB=100V.电子质量me=9.1×10-31kg,电子电量e 9.1× 1.6×10设从阴极出来的电子速度为0.试问： 0.试问 =-1.6×10-19C.设从阴极出来的电子速度为0.试问：(1) 是多少?(2) ?(2)电子过偏向板 电子通过阳极P板的速度υ0是多少?(2)电子过偏向板 14× 向到达距离偏向板R=14×10-2m荧光屏上O′点，此 是多少? 点偏离入射方向的距离y是多少?(1) 2.1×107m/s × (2) 2.2×10-2m ×

作

业

(1)与同学合作完成P23练习 (1)与同学合作完成P23练习 与同学合作完成P23 (2)完成第(7)单元练习 (2)完成第(7)单元练习 完成第(7)