13示波器的奥秘1

物理科学案 序号 13 高二 年级 班 教师 刘敏 学生
第
6节 示波器的奥秘
教学目标
1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。

2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。

重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。

教学过程：
（一）复习力学及本章前面相关知识
要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。

（二）新课教学
电场中的带电体一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。

这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除
非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。

（但并不能忽略质量）。

2、、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。

除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。

3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
情景一：直线运动（平衡、加速和减速）
⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。

例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?
（2）、如图真空中有一对平行金属板，两板间电势差为U.质量为m 带正电量为q
的粒子，无初速的放入真空中两带电平行板产生的电场中,两板间距为d,（忽略粒子重力） (1)质子将如何种运动？
(2)它从另一板o 孔处穿出时的速度vo 多大？
(3)讨论有几种求vo 的方法。

比较优缺点。

※ 若初速为v 0，则上列各式又应怎么样？
练习1.让原来静止的氢核、氘核、氚核的混合物经同一电场加速后，具有 A.相同的速度 B.相同的动能
C.在电场中的运动时间相同.
D.在电场中的加速度相同
情景二．曲线运动（不计重力，且初速度v 0⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）
情景设置：两平行导体板水平放置，极板长度为L ，板间距离为d ，板间电势差为U 。

今
有一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以水平速度v0进入板间的匀强电场。

问带电粒子 1.在电场中做什么运动？
2.加速度多大？
3.在电场中运动的时间？
4.射出电场时偏转的角度？
5、射出电场时偏移的距离？
典型例题分析：
例1、如图所示的装置，U 1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板。

板长为L ，两板间距离为d ，一个质量为m 、带电量为－q 的粒子，经加速电压加速后沿金属板中心线水平射人两板中，若两水平金属板间加一电压U 2，当上板为正时，带电粒子恰好能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电粒子则射到下板上距板的左端
1
4处，求：（1）2
1U U 为多少? （2）为使带电粒子经U 1加速后，沿中心线射入两金属板，并能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压U 2应满足什么条件？
课堂练习：
1.下列粒子从静止状态经过电压为U的电场加速后，速度最大的是（）
A.质子
B.氘核
C.α粒子
D.钠离子
2.一电子以初速度V0沿垂直场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中，现减小两板间的电压，则电子穿越
两平行板所需的时间（）
A．随电压的减小而减小
B.随电压的减小而增大
C．与电压减小与否无关
D.随两板间距离的增大而减少
作业：
1：如图33-4所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从
同点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′
点，若不计重力，则（）
A．a的电量一定大于b的电量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的荷质比一定大于b的荷质比
D．b的荷质比一定大于a的荷质比
2．如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．关于电子到达Q 板时的速率，下列说法正确的是（）
A．两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大
C．与两板间距离无关，仅与加速电压U有关
D．以上说法都不正确
3．带电粒子垂直进入匀强电场中偏转时（除电场力外不计其它力的作用）（）
A．电势能增加，动能增加B．电势能减小，动能增加
C．电势能和动能都不变D．上述结论都不正确
4．电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板间，则电子穿越平行板所需要的时间（）
A．随电压的增大而减小B．随电压的增大而增大
C．加大两板间距离，时间将减小D．与电压及两板间距离均无关
5、一束电子流在经U＝5000 V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0 cm，板长l=5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压? 6：如图所示，一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么A、B两点间的电势差为多少V？
7、如图1-65所示，有一电子初速度为0，(电量为e)经电压U0加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场.
求⑴金属板AB的长度；
⑵电子穿出电场时的动能.
8.下图中两个相同极板的长度L=3cm,相距d=4cm,极板间的电压U=1670V.若一个质子从两板间正中位置平行于板面的方向射入电场，射入时速度为v0=3x106m/s.把两板间的电场看做是匀强电场，求质子射出电场时沿垂直于初速度方向偏转的角度和偏移的距离。

质子质量1.67x10-27Kg.质子电量：1.60x10-19 C。