第五节 ◆示波管原理及应用(二)

第一章静电场

第五节◆示波管原理及应用（二）

【课程目标】了解阴极射线管的构造，知道电子在阴极射线管中运动的三个阶段：加速、偏转和匀速直线运动。学习目标：

1、了解阴极射线管的构造；能够运用电势差和电场强度的关系解决带电粒子在电场中的加速和偏转．

2、通过对带电粒子在电场中的加速和偏转的探究，培养学生的分析、解决问题的能力．

3、从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美．

重、难点:带电粒子在电场中的运动

课前预习案

一、示波管的原理

1、构造

示波管是示波器的核心部件，外部是是一个

抽成真空的玻璃壳，内部主要由

（发射电子的灯丝、加速电极组成）、

（由一对X偏转电极板

和一对Y偏转电极板组成）和

组成，如图所示

2．原理

(1)电子在电场中的加速：脱离阴极的电子，在作用下加速，阴极和阳极之间的电压越高，电子获得的速度．

(2)电子在匀强电场中的偏转：电子进人偏转极板之间时，在初速度v0方向上做运动，电场力与电子的初速度v0方向垂直，此时电子做运动．

(3)电子飞出平行金属板后的运动：当电子飞出偏转电场后，不再受的作用，因此它保持偏转角度，做运动．

二、平抛运动知识

1、平抛运动

（1）运动特点：a、只受；b、初速度与重力；平抛运动是一个曲线运动；在任意相等时间内速度变化。

（2）平抛运动的处理方法：平抛运动可分解为水平方向的和竖直方向的。

水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性，又具有等时性．

（3）平抛运动的规律：水平方向a x= ，v x= ，x= 。

竖直方向a y= ，v y= ，y= 。

2、类平抛运动

1．初始条件：有初速度v0

2．受力特点：物体受到的恒力与v0 。

3．运动特点：沿v0方向作，在垂直v0方向作初速度为零的。

我的疑问：请将预习中不能解决的问题写在方框内

课内探究案

探究点一：带电粒子在电场中的加速

问题1、如图，在真空中有一对平行金属板，接上电压为U的电池组，在它们之间建立方向水

平向右的匀强电场。有一个带电量为+q，质量为m的带电粒子（重力不计）穿过正极板上的小

孔以v0的速度进入电场，在电场中被加速，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。设穿出

时速度大小为v，v是多大呢？

思考：若将上图中电池组的正负极调换，则两极板间匀强电场的场强方向变为水平向左，带电量为+q，质量为m 的带电粒子，以初速度v0，穿过左极板的小孔进入电场，情况又如何呢？

针对训练1、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m、电量为-q的带电粒子，以初速v0由小孔进入电场，当M，N间电压为U时，粒子刚好能到达N极，如果要使这个带电粒子能到达M，N两板间

距的1/2处返回，则下述措施能满足要求的是（）

A、使初速度减为原来的1/2

B、使M，N间电压加倍

C、使M，N间电压提高到原来的4倍

D、使初速度和M，N间电压都减为原来的1/2

探究点二：带电粒子在电场中的偏转

问题2、如图所示，水平放置的平行金属板的板长＝4cm，板间匀强电场的场强E＝104N/C，一束电子以初速度v0＝2×107m/s沿两板中线垂直电场进入板间，从板的中间到竖立的荧光屏的距离L＝20 cm，求电子打在荧光屏上的光点A偏离荧光屏中心的距离Y？（电子的比荷）

针对训练5、氢核（H）和氦核（He）垂直射入同一匀强电场，求分别在下列情况下离开电场时它们的横向位移之比：（1）初速相同；（2）初动能相同；（3）先经过同一加速电场后进入偏转电场。