人教版高二物理必修第三册：带电粒子在电场中的运动——示波管工作原理

一、示波管的构成
产生高速飞 行的电子束
使电子沿x方向偏移
使电子沿Y 方向偏移
二、示波管的原理（不变电压）
1、若UX=0 ，Uy不变，且Uy >0 (即使Y的电势
比Y’高)，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方 向向上偏移
二、示波管的原理
２、若UX=0 V，Uy不变，且Ｕy<0V (即使Y 的电势比Y’低) ，电子将打在荧光屏的什么 位置？
qUl
mv
2 0
d
M是粒子沿极板方向的中点
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对偏移公式的讨论
y
1
at 2
1
qU
L 2
UL2
2
2 m d v 4U0d
对于不同的带电粒子
①若以相同的速度射入，则y∝q/m
一、带电粒子的加速
U
+
q
m
d
带电粒子的加速
如图所示，在真空中有一对 平行金属板，两板间加速电 _压为U，有一电量为q的带电 粒子，它在电场力的作用下， 由静止开始从正极板向负极 板运动，到达负板时的速度 有多大？(不考虑粒子的重力）
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y
vx v0 l v0t 初速度方向
vx vy at
y 1 at2 电场线方向
2
vy
v
⒊几个推论
侧位移
y
1 2
at2
1 2
qU md
l ( v0
)2
qUl2 2mv02d
速度偏角
tan
y l
qUl
2mv
2 0
d
tan 2tan
tan
vy vx
at v0
1 qU v0 md
l v0
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结论：由于电场力做功与场强是否 匀强无关，与运动路径也无关，所 以在处理电场对带电粒子的加速问 题时，一般都是利用动能定理进行 处理。
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（1）带电粒子（如电子、质子等），在电场中运动时重 力远小于电场力，所以一般不计重力，但质量不可忽略。 （2）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重力不能 忽略。 （3）有些情况下，带电体指的是带电微粒，这些带电体 的含义不明确，需根据题目所给条件加以分析。如重力与 电场力大小相近时，重力不可忽略；若电场力远大于重力， 可忽略；也可根据物体的运动性质来判断。
U
1、受力分析: 水平向右的电场力
+
qF
_
F＝Eq=qU/d
m
d 带电粒子的加速
2、运动分析: 初速度为零，加速度 为a=qU/md的向右匀 加速直线运动
解法一 运用运动学知识求解 解法二 运用动能定理求解
v2 2ad 2 qU d 2qU md m
qU 1 mv2 2
v 2qU m
v 2qU m
=
eUl 2 2m v02d
∝U
x K xU x
y K yU y
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侧移
U
y
F
--
-Leabharlann Baidu
-
-
-
-
-
-
-
-
+θ
v0
偏
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l
vy
v
转 角
二、带电粒子在匀强电场中的偏转 人教版高二物理必修第三册：带电粒子在电场中的运动——示波管工作原理
+
v0
d
Fa
-
l
M
⒉导出关系
⒈基本关系
a F qE qU m m md
电子沿Y方 向向下偏移
二、示波管的原理
３若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx>0V (即使X的 电势比X’高) ，电子将打在荧光屏的什 么位置？
电子沿X方 向向里偏移
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二、示波管的原理 4、若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx<0V (即使X的
②若以相同的动能射入，则y∝q
③若经相同电压U0加速后射入，则
y与 q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转
电压的增大而增大。
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第五节 带电粒子在电场中的运动
示波管的原理
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示波管的原理
示波器的原理
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。 核心部件： 示波管
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
电子枪部分： 发射出电子 偏转电极部分：使电子沿两方向偏转 荧光屏部分： 电子使荧光物质受激而发光
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带电粒子在电场中的偏转
问题：如图所示，在真空中放置一对金属板,把两 板接到电源上，于是两板间出现匀强电场，现有 一个带电粒子以垂直于电场方向的速度射入电场。 试分析粒子在电场中的运动情况。
+++++++++
d
q、m +
v0
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复习： 1.基本规律和定律：
1） 匀变速运动规律—匀变速直线运动的所有公式； 2）牛顿运动定律——牛顿三大定律； 3）曲线运动的处理方法——运动的合成和分解； 4）动能定理； 5）能量守恒定律;
2 .处理问题的要点：注意区分不同的物理过程，弄 清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质。
电势比X’低) ，电子将打在荧光屏的什 么位置？
电子沿X方 向向外偏移
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三、示波管的原理（变化电压）
电子在两极板间的偏移量和什么有关?
侧 向 偏 移 量h
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一、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 （2）功和能的关系——动能定理
二, 带电粒子在电场中运动的分类
1 匀速直线运动 （平衡问题） 2 匀加速直线运动（加速问题） 3匀加速曲线运动 （偏转问题）