高中物理1.6示波器的奥秘课件粤教版选修3_1
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2019-2020年高中物理第1章电场第6节示波器的奥秘课件粤教版选修3_1
可知，v0 和 q 相同时，若 m 不同，则 y 不同，故轨迹不同．
[核心点击] 1．基本关系 vx＝v0 x＝v0t初速度方向 vy＝at y＝12at2电场线方向 2．导出关系 粒子离开电场时的侧向位移为：y＝2qml2vU20d 粒子离开电场时的偏转角的正切 tanθ＝vv0y＝mqvlU20d 粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切 tanα＝yl＝2mqUv20ld.
图 1-6-4
【解析】 设极板间电压为 U′时，电子能飞离平行板间的偏转电场． 加速过程，由动能定量得：eU＝12mv20.① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动： l＝v0t.② 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度： a＝mF＝eUdm′，③
偏转距离：y＝12at2，④ 能飞出的条件为：y≤d2.⑤ 解①②③④⑤式得： U′≤2Ul2d2＝2×550×001×0－2102 －22 V＝400 V. 【答案】 400 V
分析粒子在电场中运动的三种思维方法 1．力和运动的关系：分析带电体的受力情况，确定带电体 的运动性质和运动轨迹，从力和运动的角度进行分析． 2．分解的思想：把曲线运动分解为两个分运动进行分析． 3．功能关系：利用动能定理或能量守恒分析求解．
示波器探秘
[先填空] 1．构造 示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由 _电___子__枪__ (发射电子的灯丝、加速电极组成)、__偏__转___电__极_ (由一对 X 偏转电极板 和一对 Y 偏转电极板组成)和__荧__光___屏_组成，如图 1-6-5 所示．
[合作探讨]
如图 1-6-1 所示，两平行金属板间电压为 U.板间距离为
d.一质量为 m，带电量为 q 的正离子在左板附近由静止释放．
[核心点击] 1．基本关系 vx＝v0 x＝v0t初速度方向 vy＝at y＝12at2电场线方向 2．导出关系 粒子离开电场时的侧向位移为：y＝2qml2vU20d 粒子离开电场时的偏转角的正切 tanθ＝vv0y＝mqvlU20d 粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切 tanα＝yl＝2mqUv20ld.
图 1-6-4
【解析】 设极板间电压为 U′时，电子能飞离平行板间的偏转电场． 加速过程，由动能定量得：eU＝12mv20.① 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动： l＝v0t.② 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度： a＝mF＝eUdm′，③
偏转距离：y＝12at2，④ 能飞出的条件为：y≤d2.⑤ 解①②③④⑤式得： U′≤2Ul2d2＝2×550×001×0－2102 －22 V＝400 V. 【答案】 400 V
分析粒子在电场中运动的三种思维方法 1．力和运动的关系：分析带电体的受力情况，确定带电体 的运动性质和运动轨迹，从力和运动的角度进行分析． 2．分解的思想：把曲线运动分解为两个分运动进行分析． 3．功能关系：利用动能定理或能量守恒分析求解．
示波器探秘
[先填空] 1．构造 示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由 _电___子__枪__ (发射电子的灯丝、加速电极组成)、__偏__转___电__极_ (由一对 X 偏转电极板 和一对 Y 偏转电极板组成)和__荧__光___屏_组成，如图 1-6-5 所示．
[合作探讨]
如图 1-6-1 所示，两平行金属板间电压为 U.板间距离为
d.一质量为 m，带电量为 q 的正离子在左板附近由静止释放．
物理：1.6_示波器的奥秘_课件(粤教版选修3-1)(1)
二、带电粒子的偏转 如图1－6－4所示，带电粒子以初速度v0垂直 电场线进入匀强电场，
图 1－ 6－ 4
qE qU 加速度 a＝ ＝ . m md 1．基本关系 vx ＝v0 x＝ v0t初速度方向
1 2 vy＝ at y＝2at 电场线方向
2．导出关系
ql U 粒子离开电场时的侧移位移为： y＝ 2 2m v0 d vy qlU 粒子离开电场时的偏转角 tanθ＝ ＝ 2 v0 m v0 d 粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切 tanα＝ y qUl ＝ 2 . l 2m v0 d
【答案】
D 用能量观点分析问题是解决问
【方法总结】
题主要方法之一，要把功能关系和物体运动分
析和受力分析结合起来，能够达到事半功倍的 效果．
带电粒子在电场中的偏转
例2
一束电子流在经U＝5000 V的加速电场加 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1－6－6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
二、带电粒子的偏转 1．偏转的距离 y
qE qU m ＝ . 匀加速 运动， 竖直方向做 _______ 加速度 a＝ F/m＝ ___ md 2 at 射出电场时竖直偏移的距离 y＝ ，其中 t 为飞行时 2 间． l l ＝ v t 0 可求得 t＝ ， 匀速 运动，由 _______ 水平方向做 ______ v0 1 qU l 2 2 at · · ( ) md 2 v0 将 a 和 t 代入 y＝ 得 y＝ _________. 2
2
3．几个推论 (1)粒子离开电场时的速度方向反向延长交于板长 l 的正中央，根据 y/tanθ＝ l/2. (2)位移方向与初速度方向间夹角的正切为速度偏 1 1 转角正切的 ，根据 tanα＝ tanθ. 2 2
粤教版高中物理选修3-1第1章第6节《示波器的奥秘》课件 (共24张PPT)
课前准备知识
• 1.物体受恒力作用
• (1)若初速度为零,则物体将沿此力的方向做 匀加速直线 运动. ____________
• 物体运动与受力间的关系 • (2)若初速度不为零,当力的方向与初速度方向相同或 匀变速直线 运动；当力的方向与初速 相反,物体做__________ 匀变速曲线 运动. 度方向不在同一直线上时,物体做___________ 变加速直线或曲线 运 • 2.物体受变力作用,物体将做________________
三.带电粒子的加速
匀速
+ ++ + + ++ +
E
加速
_ __ __ __ _
匀速
U
U
加速后粒子的速度怎样计算呢？
加速
若不计粒子重力，则该粒子沿
电场线做匀加速直线运动。 由动能定理得：
1 W qU qEd mv 2 2
v 由此可得：此粒子到达负极板时的速度为： 2qU 2qEd m m
6. 如图. 质量为m，电量为q的带电油滴在离上极 油滴刚好能够到达下极板. 两极板间的距离为d.
板H高处自由下落后，进入极板间的匀强电场中， 则下列说法正确的是：（
A. 油滴带负电. ACD ）
B. 油滴带正电. C. 极板间电压为mg(H+d)/q D. 极板间电场强度为 mg(H+d)/qd3;v
2 x
方法②:根据动能定理求解
1 2 1 2 * mV - mV0 = qU 2 2
五、 加速和偏转一体 _ + + + + + + -q m
U1
vy
v
φ
• 1.物体受恒力作用
• (1)若初速度为零,则物体将沿此力的方向做 匀加速直线 运动. ____________
• 物体运动与受力间的关系 • (2)若初速度不为零,当力的方向与初速度方向相同或 匀变速直线 运动；当力的方向与初速 相反,物体做__________ 匀变速曲线 运动. 度方向不在同一直线上时,物体做___________ 变加速直线或曲线 运 • 2.物体受变力作用,物体将做________________
三.带电粒子的加速
匀速
+ ++ + + ++ +
E
加速
_ __ __ __ _
匀速
U
U
加速后粒子的速度怎样计算呢？
加速
若不计粒子重力，则该粒子沿
电场线做匀加速直线运动。 由动能定理得：
1 W qU qEd mv 2 2
v 由此可得：此粒子到达负极板时的速度为： 2qU 2qEd m m
6. 如图. 质量为m，电量为q的带电油滴在离上极 油滴刚好能够到达下极板. 两极板间的距离为d.
板H高处自由下落后，进入极板间的匀强电场中， 则下列说法正确的是：（
A. 油滴带负电. ACD ）
B. 油滴带正电. C. 极板间电压为mg(H+d)/q D. 极板间电场强度为 mg(H+d)/qd3;v
2 x
方法②:根据动能定理求解
1 2 1 2 * mV - mV0 = qU 2 2
五、 加速和偏转一体 _ + + + + + + -q m
U1
vy
v
φ
粤教版高中物理选修3-1课件第一章第六节示波器的奥秘
电压有关，B 错 C 对；因板间电场是匀强电场，电子做匀加速
直线运动有 d＝12at2＝12meUdt2，得 t∝ a＝qmUd，a 与距离 d 成反比，D 错．
dU2，A 对；由 F＝ma 得
答案：AC
【触类旁通】 1．如图1－6－5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1－6－1
4．如图1－6－2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 粒子的运动描述正确的是( )
图1－6－2 A．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
图1－6－6
若粒子飞出电场时偏转角为 θ，则 tan θ＝vvyx. 式中 vy＝at＝qdUm·vl0，vx＝v0 代入得 tan θ＝mqUv201dl ① 若不同的带电粒子从静止经过同一加速电压 U0 加速后进 入同一偏转电场，由动能定理有 qU0＝12mv20② 由①②式得 tan θ＝2UU10ld③
联立①～⑤式解得 U′≤2Ul2d2＝400 V 即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
【触类旁通】
3．如图1－6－10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．它们运动的时间tQ>tP
【创新设计】高二物理粤教版选修3-1课件1.6 示波器的奥秘 第1课时
联立解得 U′≤
1 2 at 2
d y≤ 2
2Ud 2 2 5000 1.0 1022 V=4.0 102 V 2 22 l 5.0 10
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
三、示波管的工作原理
示波器的奥秘
(1)偏转电极不加电压时：从电子枪射出的电子将沿直线运动， 射到荧光屏的心点形成一个亮斑． (2)在XX′(或YY′)加电压时：若所加电压稳定，则电子被加速，
2 间的匀强电场，如图所示．若 进入偏转电场，电子在平行于板面 两板间距离 d＝ 1.0cm ，板长 l＝ 的方向上做匀速直线运动
5.0cm，那么，要使电子能从平
能加多大电压？
偏转 距离
l＝v0t
加速度 a
F eU ' m dm
行板间飞出，两个极板上最大 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动
y
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 3 图为示波管的原理图．如 果在电极YY′之间所加的电压图 按图a所示的规律变化，在电极 XX′ 之间所加的电压按图 b 所示 的规律变化，则在荧光屏上会 看到的图形是( )B
信号电压
示波器的奥秘
扫描电压
解析 t＝0时
UX＜0且最大 水平向左偏转距离最大
U Y＝ 0 竖直方向距离为零 电子向Y板偏转
Ul 2 y= 4U0d
tan = Ul 2U 0d
qU 0
1 2 mv0 ④ 2
tan
qU l 2 mdv0
y和tanθ与m和q均无关
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 2 一束电子流在经U＝5000 解析
1 2 at 2
d y≤ 2
2Ud 2 2 5000 1.0 1022 V=4.0 102 V 2 22 l 5.0 10
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
三、示波管的工作原理
示波器的奥秘
(1)偏转电极不加电压时：从电子枪射出的电子将沿直线运动， 射到荧光屏的心点形成一个亮斑． (2)在XX′(或YY′)加电压时：若所加电压稳定，则电子被加速，
2 间的匀强电场，如图所示．若 进入偏转电场，电子在平行于板面 两板间距离 d＝ 1.0cm ，板长 l＝ 的方向上做匀速直线运动
5.0cm，那么，要使电子能从平
能加多大电压？
偏转 距离
l＝v0t
加速度 a
F eU ' m dm
行板间飞出，两个极板上最大 在垂直于板面的方向做匀加速直线运动
y
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 3 图为示波管的原理图．如 果在电极YY′之间所加的电压图 按图a所示的规律变化，在电极 XX′ 之间所加的电压按图 b 所示 的规律变化，则在荧光屏上会 看到的图形是( )B
信号电压
示波器的奥秘
扫描电压
解析 t＝0时
UX＜0且最大 水平向左偏转距离最大
U Y＝ 0 竖直方向距离为零 电子向Y板偏转
Ul 2 y= 4U0d
tan = Ul 2U 0d
qU 0
1 2 mv0 ④ 2
tan
qU l 2 mdv0
y和tanθ与m和q均无关
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 2 一束电子流在经U＝5000 解析
1.6 示波器的奥秘 课件(粤教版选修3-1).
第6节 示波器的奥秘
学习目标
1.理解并掌握点电荷在匀强电场中运动的特点和规律， 能够正确分析和解答点电荷在电场中的加速和偏转方面 的问题． 2.知道示波管的构造和基本原理.
思维启迪
如图161所示，示波器是一种常用的电子仪器，它的内部 的核心部件是示波管，它常用来显示电信号随时间变化的 情况．振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电 信号的变化，然后再用示波器来研究.
如图 1-6-6 所示，在点电荷＋Q 的电场中有 A、B 两点， 将质子和 α 粒子分别从 A 点由静止释放到达 B 点时，它们的 速度大小之比为多少？
图166
解析：质子和 α 粒子都是正离子，从 A 点由静止释放将受电场
力作用加速运动到 B 点，设 A、B 两点间的电势差为 U，由动
能定理有：对质子：12mHv2H＝qHU，
【思考】 带电粒子在电场中偏转的力学本质、运动学本质和 能量本质区别是什么？ 答案：带电粒子在电场中受到静电力的作用，沿电场方向做匀 加速直线运动，垂直电场方向做匀速直线运动，静电力对带电 粒子做功的多少是电势能变化的度量．
三、示波管 示波器的工作原理并不神秘，只是带电粒子在示波管中的电场 里加速和偏转问题． 1．构造及功能(图 1-6-2)；
图 1-6-7
1．穿越偏转电场的时间：t＝Lv01. 2．离开偏转电场的速度：
v＝ v20＋v2y＝ v20＋qmUd2vL2012 偏角 tanφ＝vv0y＝qmUd2vL201＝2Ud2UL11 3．位移：x＝v0t.y＝12at2＝2qmUd2xv220＝4UU2x1d2 离开电场时的侧移： y＝4UU2L1d21 位移夹角 tanα＝2qmUd2Lv120＝4UU2L1d1
(2)电子离开偏转电场时，垂直 O1O3方向的速度 v2＝at1＝meUd2vL1， 从 P1 到 P2 的运动时间 t2＝L′/v1，电子离开偏转电场后，垂 直 O1O3 方向运动的位移 y2＝v2t2＝L2Ld′UU1 2，P2 点与 O3 点的距 离 y＝y1＋y2＝2LdUU21L2＋L′. 该示波器的灵敏度 Uy2＝2dLU1L2 ＋L′. 答案：(1)4Ld2UU21 (2)2dLU1L2＋L′
学习目标
1.理解并掌握点电荷在匀强电场中运动的特点和规律， 能够正确分析和解答点电荷在电场中的加速和偏转方面 的问题． 2.知道示波管的构造和基本原理.
思维启迪
如图161所示，示波器是一种常用的电子仪器，它的内部 的核心部件是示波管，它常用来显示电信号随时间变化的 情况．振动、光、温度等的变化可以通过传感器转化成电 信号的变化，然后再用示波器来研究.
如图 1-6-6 所示，在点电荷＋Q 的电场中有 A、B 两点， 将质子和 α 粒子分别从 A 点由静止释放到达 B 点时，它们的 速度大小之比为多少？
图166
解析：质子和 α 粒子都是正离子，从 A 点由静止释放将受电场
力作用加速运动到 B 点，设 A、B 两点间的电势差为 U，由动
能定理有：对质子：12mHv2H＝qHU，
【思考】 带电粒子在电场中偏转的力学本质、运动学本质和 能量本质区别是什么？ 答案：带电粒子在电场中受到静电力的作用，沿电场方向做匀 加速直线运动，垂直电场方向做匀速直线运动，静电力对带电 粒子做功的多少是电势能变化的度量．
三、示波管 示波器的工作原理并不神秘，只是带电粒子在示波管中的电场 里加速和偏转问题． 1．构造及功能(图 1-6-2)；
图 1-6-7
1．穿越偏转电场的时间：t＝Lv01. 2．离开偏转电场的速度：
v＝ v20＋v2y＝ v20＋qmUd2vL2012 偏角 tanφ＝vv0y＝qmUd2vL201＝2Ud2UL11 3．位移：x＝v0t.y＝12at2＝2qmUd2xv220＝4UU2x1d2 离开电场时的侧移： y＝4UU2L1d21 位移夹角 tanα＝2qmUd2Lv120＝4UU2L1d1
(2)电子离开偏转电场时，垂直 O1O3方向的速度 v2＝at1＝meUd2vL1， 从 P1 到 P2 的运动时间 t2＝L′/v1，电子离开偏转电场后，垂 直 O1O3 方向运动的位移 y2＝v2t2＝L2Ld′UU1 2，P2 点与 O3 点的距 离 y＝y1＋y2＝2LdUU21L2＋L′. 该示波器的灵敏度 Uy2＝2dLU1L2 ＋L′. 答案：(1)4Ld2UU21 (2)2dLU1L2＋L′
高中物理 1.6示波器的奥秘课件 粤教版选修3-1
第一章 电场
第六节 示波器的奥秘
完整版ppt
1
知识解惑
完整版ppt
2
知识点一 带电粒子的加速
1．带电粒子在电场中运动时重力的处理． (1)基本粒子：如电子、质子、α 粒子、离子等，除有说 明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)． (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，一般都不能忽略重力．
2mqU＋v20.
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5
尝试应用
1．下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为 U
的电场后，哪种粒子速度最大(A)
A．质子(11H) C．α粒子(42He)
B．氘核(21H) D．钠离子(Na＋)
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6
解析：设加速电场的电压为 U，粒子的质量和电量分别 为 m 和 q，根据动能定理得 qU＝12mv2，v＝ 2mqU.由于质 子的比荷mq 最大，U 相同，则质子的速度最大．故选 A.
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3
2．运动状态分析． 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受 到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加速(或匀
减速)直线运动，其加速度为 a＝qmE＝mqUd.
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4
3．功能观点分析． 带电粒子动能的变化量等于电场力做的功(适用于一切 电场)． (1)若粒子的初速度为零，则 qU＝12mv2，v＝ 2mqU. (2)若粒子的初速度不为零，则 qU＝12mv2－12mv20，v＝
完整版ppt
11
知识点三 示波器探秘原理
完整版ppt
12
1．发射电子：灯丝通电后给阴极加热，使阴极发射 电子．
2．形成亮斑：电子经过阳极和阴极间的电场加速聚 焦后形成一很细的电子束射出，电子打在荧光屏上形成一 个小亮斑．
第六节 示波器的奥秘
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1
知识解惑
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2
知识点一 带电粒子的加速
1．带电粒子在电场中运动时重力的处理． (1)基本粒子：如电子、质子、α 粒子、离子等，除有说 明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)． (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，一般都不能忽略重力．
2mqU＋v20.
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5
尝试应用
1．下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为 U
的电场后，哪种粒子速度最大(A)
A．质子(11H) C．α粒子(42He)
B．氘核(21H) D．钠离子(Na＋)
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6
解析：设加速电场的电压为 U，粒子的质量和电量分别 为 m 和 q，根据动能定理得 qU＝12mv2，v＝ 2mqU.由于质 子的比荷mq 最大，U 相同，则质子的速度最大．故选 A.
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3
2．运动状态分析． 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受 到的电场力与运动方向在同一条直线上，做匀加速(或匀
减速)直线运动，其加速度为 a＝qmE＝mqUd.
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4
3．功能观点分析． 带电粒子动能的变化量等于电场力做的功(适用于一切 电场)． (1)若粒子的初速度为零，则 qU＝12mv2，v＝ 2mqU. (2)若粒子的初速度不为零，则 qU＝12mv2－12mv20，v＝
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11
知识点三 示波器探秘原理
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12
1．发射电子：灯丝通电后给阴极加热，使阴极发射 电子．
2．形成亮斑：电子经过阳极和阴极间的电场加速聚 焦后形成一很细的电子束射出，电子打在荧光屏上形成一 个小亮斑．
高中物理第一章电场1.6示波器的奥秘素材3粤教版选修3-1(new)
1。
6 示波器的奥秘①实验目的1、了解通用示波器的结构和工作原理。
2、初步掌握通用示波器各个旋钮的作用和使用方法.3、学习利用示波器观察电信号的波形及测量电压和频率。
②实验仪器通用示波器、函数信号发生器、连接线（示波器专用）③实验原理1、'YY偏转极加的是待显示的信号电压，因此电子在竖直方向的偏转情况能够反映信号电压的变化情况。
经过数学、物理方法处理后可将电子在竖直方向的偏转情况转化为电信号的变化情况。
2、'XX偏转极通常接入仪器自身产生的锯齿形电压（即扫描电压)，因为电子在竖直方向的偏转情况，如果不输入水平偏转电压的话，在荧光屏上显示的将是一条竖直的直线，因此要使信号电压的变化情况在荧光屏上清晰地显示,就必须在'XX极板上加入锯齿形电压，使竖直方向的信号电压的变化情况在水平方向拉开而显示出来。
I、理解如果信号电压的周期和扫描电压的周期相同，那么就可以在荧光屏上得到信号电压在一个周期内随时间变化的稳定图象。
II、扫描电压周期荧光屏上显示的信号电压在一个周期内的波形个数=信号电压周期III、YY'极板:即“Y输入"与“地”接线柱接入信号电压.XX'极板:即“X输入”与“地”接线柱接入扫描电压。
V、衰减旋钮可以调节输入的信号电压强弱，若将衰减旋钮置于“”挡,即表示输入的信号电压为机内提供的按正弦规律变化的220V,50HZ的交流电压.（若荧光屏上只有一个亮点则说明没有信号电压输入)VI、扫描范围旋钮和扫描微调旋钮用来调节扫描电压,注意扫描范围粗调选挡要合理,然后再利用扫描微调旋钮细调可以调出所需的精确扫描电压。
（若将扫描范围旋钮置于外挡，则表示水平方向没有扫描电压输入)④其它补充1、辉度旋钮“ "调节亮度。
2、聚焦旋钮“O”调节条纹粗细。
5、Y增益调节振幅。
6、X增益调节波长。
【例题】如下图一示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．电子经电压U1加速后进入偏转电场．下列关于所加竖直偏转电压U2、水平偏转电压U3与荧光屏上所得的图形的说法中正确的是 ( )A．如果只在U2上加上图甲所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图a所示B．如果只在U3上加上图乙所示的电压,则在荧光屏上看到的图形如图b所示C．如果同时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图c所示D．如果同时在U2和U3上加上甲、乙所示的电压，则在荧光屏上看到的图形如图d所示【例题】用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号。
新课标粤教版3-1 选修三1.6《示波器的奥秘》 2
向低电势处运动 D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势
处向低电势处运动
答案:D
6．下面哪些话是正确的？ A．在电场中，电场强度大的点，电势
必高。 B．电荷置于电势越高的点，所具有的
电势能也越大。 C．电场中电场强度大的地方，沿电场
线方向电势降落快。 D．一带电粒子只受电场力作用，在电
场中运动时，电势能一定变化。
表示标准的选择：
– 为了确定电场中某点的电势的高低，先规定一个零电 势点，比零电势高的为正，低的为负，这时正负号表 示就高低了。
表示某种关系：(不表示大小)
– 如电势差UAB的正负，反映了A、B两点的电势高低的关 系。
– 如电场力做功与电势能变化关系：WAB=-ΔεAB
表示性质：如正负电荷
中和均分
飞出.
解： 粒子受力如图， 粒子带 负电
qE=mg q=mgd/U0=10 -9C
若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出，
y=1/2 at2 =d/2
a=d v02 / L2 = 8m/s2,
qU1/d – mg = ma
U1 =1800V
若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出，qE L＝10cm
y=1/2 at2 =d/2 mg - qU1/d = ma ∴200V≤U ≤1800V
巩固练习
1、如图所示，3个点电荷q1、q2、q3固定在 一条直线上，q2与q3的距离为q1与q2距离的2 倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此 可以判断3个电荷的电量之比q1 ：q2：q3为：
A．-9∶4∶-36 B．9∶4∶36 C．-3∶2∶-6 D．3∶2∶6
答案:A
2．如图所示，半径相同的两个金属小球A、B 带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球 之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个 半径相同的不带电的金属小球先后与A、B 两球接触后移开。这时，A、B两球之间的 相互作用力的大小是
处向低电势处运动
答案:D
6．下面哪些话是正确的？ A．在电场中，电场强度大的点，电势
必高。 B．电荷置于电势越高的点，所具有的
电势能也越大。 C．电场中电场强度大的地方，沿电场
线方向电势降落快。 D．一带电粒子只受电场力作用，在电
场中运动时，电势能一定变化。
表示标准的选择：
– 为了确定电场中某点的电势的高低，先规定一个零电 势点，比零电势高的为正，低的为负，这时正负号表 示就高低了。
表示某种关系：(不表示大小)
– 如电势差UAB的正负，反映了A、B两点的电势高低的关 系。
– 如电场力做功与电势能变化关系：WAB=-ΔεAB
表示性质：如正负电荷
中和均分
飞出.
解： 粒子受力如图， 粒子带 负电
qE=mg q=mgd/U0=10 -9C
若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出，
y=1/2 at2 =d/2
a=d v02 / L2 = 8m/s2,
qU1/d – mg = ma
U1 =1800V
若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出，qE L＝10cm
y=1/2 at2 =d/2 mg - qU1/d = ma ∴200V≤U ≤1800V
巩固练习
1、如图所示，3个点电荷q1、q2、q3固定在 一条直线上，q2与q3的距离为q1与q2距离的2 倍，每个电荷所受静电力的合力均为零。由此 可以判断3个电荷的电量之比q1 ：q2：q3为：
A．-9∶4∶-36 B．9∶4∶36 C．-3∶2∶-6 D．3∶2∶6
答案:A
2．如图所示，半径相同的两个金属小球A、B 带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球 之间的相互吸引力的大小是F，今让第三个 半径相同的不带电的金属小球先后与A、B 两球接触后移开。这时，A、B两球之间的 相互作用力的大小是
2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 1.6 示波器的奥秘 课件（30张）
L2U 2
4dU 1
F
-q v0
a qU 2 md
m t= L
2qU 1
u1
速偏度转偏量转和角带的电正粒切子值q、：m无关，
t只an 取α=决vv于y0加速U电d2 L场和2偏mqU转˙1电场2qmU 1
LU2 2dU 1
------
l
vy
α
y v0
v v 0 = 2qu1
m
y u2L
q
d 2mu1
离开电场时偏移量: 离开电场时偏转角:
qUt md
qUl
mdv
=
01
at
2
2 vy
tan α=
v0
qUl 2 2mdv 0 2
qUl mdv 0 2
l
s
x2 y2
vy
v
α
y v0
例题2： 一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s. 两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求电子离开电
初速度v0。从A点垂直进入电场，该带电粒子 水平方向匀速运动，有： l sinθ =v0t
恰好能经过B点．不考虑带电粒子的重力大 竖直方向做初速度为零的匀加速运
小．
动，有
(1)根据你学过的物理学规律和题中所给的信 息，对反映电场本身性质的物理量(例如电场
l cos θ 1 at2 2
方向)，你能作出哪些定性判断或求得哪些定 量结果?
你答对了吗？
示波器探秘
1、示波器的作用： 观察电信号随时间变化的情况
2、示波管的结构： 由电子枪、偏转电极和荧光屏组成
3、示波管的原理
产生高速 飞行的 电子束
高中物理粤教版选修31第1章第6节 示波器的奥秘 课件
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/282021/8/28Saturday, August 28, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/282021/8/282021/8/288/28/2021 2:02:50 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/282021/8/282021/8/28Aug-2128-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/282021/8/282021/8/28Saturday, August 28, 2021
(探讨)例3：设质量为m的带正电粒子（不计 重力），带电量为q，板间匀强电场为E，
电势差为U，板距为d, 粒子从静止开始从
一极板到达另一极板的速度为v,则
电场力所做的功为：
WqU 或WqEd
粒子到达另一极板的动能为：
Ek
1 2
mv2
由动能定理有： qU12mv2
或恒力做功： qEd12mv2 若初速度为v0，则上面各式又应怎么样？
(小试牛刀)练习1：离子发生器发射出一束 质量为m，电荷量为q的离子（不计重 力），从静止经加速电压U加速后，获得 速度v，求v的大小。
解：不管加速电场是不是匀强电场， W＝qU都适用，所以由动能定理得：
qU12mv2
v 2qU m
(巩固)练习2：两平行金属板相距为d, 电势差为U,一电子质量为m,电荷量为 e,从O点沿垂直于极板的方向射出,最
远到达A点,然后返回, OA＝h,此电子
高中物理 第1章 第6节 示波器的奥秘同步备课课件 粤教
教
课
学 教
3．探究交流
堂 互
法 分 析
学生处理带电粒子在电场中运动的问题时，常常因“重力 是否可以忽略”这一问题感到迷茫．我们知道只有带电粒
动 探 究
子的重力远小于静电力时，粒子的重力才可以忽略．
问题：带电小球、带电液滴、带电尘埃等所受重力是否可
教 学
以忽略？
当 堂
方
双
案 【提示】 它们所受的静电力并没有远大于重力，重力一 基
堂
教
互
法 分 析
•步骤8：指导学生完成
动 探 究
【当堂双基达标】，验
教
当
学 方
证学习效果
案
堂 双 基
设
达
计
标
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
YJ ·物理 选修3-1
教 学 教 法
•步骤9：学生自主总结
课 堂 互 动
分 析
本节知识点，教师点评，
探 究
教 布置课下完成【课后知 当
学
堂
方 案 设
能检测】
双 基 达
法
分 1．理解示波器的基本原理．
析
2．掌握带电粒子加速，偏转的处理方法．
动 探 究
3．体会物理规律的实际用途．
教 ●教学地位
当
学
堂
方 本节知识是电场在实际中的应用，在高考中经常以现实为 双
案 设
背景命制一些有关试题有时也与其他知识结合为一体考
基 达
计 查．
标
课
课
前
后
自
知
主
高中物理 第一章 电场 示波器的奥秘课件 粤教版选修31
(1)求电子穿过A板时速度的大小； (2)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P点的上方(shànɡ fānɡ)，可采取哪些措施？
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
第十一页，共16页。
一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后， 在与两极板等距处垂直(chuízhí)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 cm，那么要使电子能从平行极板间的 边缘飞出，则两个极板上最多能加多大电压？
1．(带电粒子在电场中的加速)(单选)两平行金属 板相距(xiāngjù)为d，电势差为U，一电子质量为 m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出 ，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h ，则此电子具有的初动能是 ()
D
edh A. U h
h D.eUdh
vA=0
解析 电子从 O 点运动到 A 点，因 受电场力作用，速度逐渐减小.根据题 意和题图判断，电子仅受电场力，不 计重力.这样，我们可以用能量守恒定 律A＝Eh＝Udh，故12mv20＝eUd h. 所以 D 正确.
U2↑→y↑ 解析 在加速电压 U 一定时，偏转电压 U′越大， 电子在极板间的侧移量就越大.当偏转电压大到使 y=d/2时偏转(piānzhuǎn)电压最大 电子刚好擦着极板的边缘飞出时，此时的偏转电压 即为题目要求的最大电压.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
第十二页，共16页。
(2)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？
方法 2 则 a＝Udmq
设粒子到达负极板时所用时间为 t，
d＝12at2
v＝at
联立解得 v＝
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
第十一页，共16页。
一束电子流经U＝5 000 V的加速电压加速后， 在与两极板等距处垂直(chuízhí)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 cm，那么要使电子能从平行极板间的 边缘飞出，则两个极板上最多能加多大电压？
1．(带电粒子在电场中的加速)(单选)两平行金属 板相距(xiāngjù)为d，电势差为U，一电子质量为 m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出 ，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h ，则此电子具有的初动能是 ()
D
edh A. U h
h D.eUdh
vA=0
解析 电子从 O 点运动到 A 点，因 受电场力作用，速度逐渐减小.根据题 意和题图判断，电子仅受电场力，不 计重力.这样，我们可以用能量守恒定 律A＝Eh＝Udh，故12mv20＝eUd h. 所以 D 正确.
U2↑→y↑ 解析 在加速电压 U 一定时，偏转电压 U′越大， 电子在极板间的侧移量就越大.当偏转电压大到使 y=d/2时偏转(piānzhuǎn)电压最大 电子刚好擦着极板的边缘飞出时，此时的偏转电压 即为题目要求的最大电压.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
第十二页，共16页。
(2)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？
方法 2 则 a＝Udmq
设粒子到达负极板时所用时间为 t，
d＝12at2
v＝at
联立解得 v＝
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h
������������ C. ������ℎ
������������ℎ D. ������
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
思路分析：带电粒子在电场力作用下加速运动,加速度可由牛顿 第二定律和电场力公式求得,动能可用动能定理求解. 解析：电子从 O 点到 A 点,因受电场力作用,速度逐渐减小.根据 题意和图示判断,电子仅受电场力,不计重力.这样 ,我们可以用能量
守恒定律来研究问题.即 ������������0 2 =eUOA.因 E= ,UOA=Eh=
1 ������������0 2 2
=
������������ℎ .所以 ������
1 2
������ ������
������ℎ ,故 ������
D 正确 .
答案：D
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
第六节
示波器的奥秘
目标导航
预习导引
Байду номын сангаас
学习目标 重点难点
1.理解带电粒子在电场中的运动规律,并能分析解决 加速和偏转方向的问题. 2.知道示波管的构造和基本原理. 重点:带电粒子在匀强电场中的运动规律. 难点:运动电学知识和力学知识综合处理偏转问题.
目标导航
预习导引
一
二
三
一、带电粒子的加速 1.不计重力,带电粒子 q 在静电力作用下,由静止开始加速,加速电
������ x= tan������
=
2 ������������1 ������ 2������������������0 2 ������������1 ������ ������������0 2 ������
=
������ ④ 2
2
������ ������0
目标导航
预习导引
一
二
三
三、示波器探秘 1.构造 示波器的核心部件是示波管(如下图)
它主要由电子枪(由发射电子的灯丝和加速电极组成)、偏转电 极板(一对X偏转电极板和一对Y偏转电极板组成)和荧光屏组成. 2.原理 灯丝被电源加热后,出现热电子发射,发射出来的电子经加速电 场加速后,以很大的速度进入偏转电场.
解析：由 qU= mv2 知 v=
1 2
2������������ ,v 仅与 ������
U 有关.
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
二、带电粒子在电场中的偏转 1.对粒子偏转角的讨论 如图所示,设带电粒子质量为m、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.若粒子飞出电场时偏角为θ, ������������1 ������ tan θ = .① 则 ������������ 2 ������
目标导航
预习导引
一
二
三
二、带电粒子的偏转 设偏转平行导体板长为l,两板间距为d,两板间电压为U.若质量为 m、电荷量为q的带电粒子垂直电场强 度方向以速度v0射入电场,则粒子将做类平抛运动,如图所示.
1.粒子在电场中的运动时间为 t= . 2.粒子在电场中的侧移距离为
1 1 ������������ 2 1 ������������ ������ 2 ������������ ������ y= at2= · t= ( )= . 2 2 ������ 2 ������������ ������0 2������������������0 2 ������������ ������������������ 3.粒子偏转的角度 tan θ= = . ������0 ������������������0 2
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
一、带电粒子在电场中的加速 1.带电粒子在电场中的加速问题,主要有以下两种处理方法: (1)力和运动关系——牛顿第二定律:带电粒子沿与电场线平行的 方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做匀 加(减)速直线运动.这种方法适用于匀强电场. (2)用功能观点分析:粒子只受电场力作用,动能变化量等于电场 力做的功.即
0
(1)若不同的带电粒子是从静止经过同一加速电压U0加速后进 入偏转电场的,则由动能定理有
qU0= ������������0 2 ② 由①②式得 tan θ=
������1 ������ ③ 2������0 ������
1 2
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
由③式可知,粒子的偏角与粒子的q、m无关,仅决定于加速电场 和偏转电场.即不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同 一偏转电场后,它们在电场中的偏转角度总是相同的. (2)粒子从偏转电场中射出时的偏距 1 1 ������������ ������ y= at2= · 1· ( )2 ,作粒子速度的反向延长线,设交于O点,O点与电 2 2 ������������ ������0 场边缘的距离为x,则
1 2 1 1 qU= mv2- ������������0 2 (初速度不为零时) 2 2
qU= mv2(初速度为零时);
这种方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场.
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
2.带电粒子的重力是否忽略的问题 若所讨论的问题中,带电粒子受到的重力远小于电场力,即 mg≪qE,则可忽略重力的影响. 一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子等除有说明或明确 暗示以外,一般都不考虑重力(但并不忽略质量).②带电粒子:如液 滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或有明确暗示以外,一般都不 能忽略重力.
压为 U,则它的末动能为 mv2=qU . 2.不计重力,若带电粒子 q 以与电场线平行的初速度 v0 进入匀强 电场,则 qU= mv2- ������������0 2 .
1 2 1 2
1 2
不计重力,在非匀强电场中,带电粒子q在静电力作用下以初速度 1 2 1 v0进入该电场, qU= mv - ������������0 2 还成立吗? 2 2 答案：成立
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
如图所示为一直线加速器,原理为在真空金属管中加上高频交变 电场,从而使带电粒子获得极高的能量,你知道它的加速原理吗?
答案：带电粒子在电场力作用下不断被加速.
一
二
知识精要
思考探究
典题例解
迁移应用
������������
������������ℎ A. ������