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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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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������������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=
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������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 ������
粤教版物理选修3-1讲义：第1章 第6节 示波器的奥秘
第六节 示波器的奥秘掌握带电粒子在电场中加速、[先填空]1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远小于静电力，可以忽略．2．带电粒子加速问题的处理方法：利用动能定理分析．初速度为零的带电粒子，经过电势差为U 的电场加速后，qU ＝12m v 2，则v＝2qU m. [再判断]1．带电粒子在电场中只能做加速运动．(×)2．处理带电粒子加速问题时，也可利用牛顿定律．(√)3．带电粒子在电场中加速时，不满足能量守恒．(×)[后思考]动能定理是分析带电粒子在电场中加速常用的方法，试想该方法适用于非匀强电场吗？【提示】 适用，由于W ＝qU 既用于匀强电场又适用于非匀强电场，故qU ＝12m v 2－12m v 20适用于任何电场．[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．图1-6-1探讨1：正离子在两板间做什么规律的运动？加速度多大？【提示】 正离子在两板间做初速度为零的匀加速直线运动．加速度a ＝qU dm .探讨2：正离子到达负极板时的速度多大？【提示】 由qU ＝12m v 2可得v ＝2qU m .[核心点击]1．带电粒子的加速当带电粒子进入电场中时，在电场力的作用下做加速运动，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的动能增加．示波器、电视机显像管中的电子枪就是利用电场对带电粒子进行加速的．2．处理方法(1)力和运动关系法——牛顿第二定律根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、时间和位移等．这种方法通常适用于受恒力作用下做匀变速运动的情况．(2)功能关系法——动能定理由粒子动能的变化量等于电场力做的功知：。
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
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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
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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
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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
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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′
【创新设计】高中物理 16 示波器的奥秘课件 粤教选修31
【典例1】 如图1－6－5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1－6－5
借题发挥 该电场为非匀强电场，带电粒子在AB间的运 动为变加速运动，不可能通过力和加速度的途径解出该题，但 注意到电场力做功W＝qU这一关系对匀强电场和非匀强电场都 适用，因此从能量的角度入手，由动能定理来解该题很方便．
图1－6－7
A．增大两板间的电势差U2 B．尽可能使板长L短些 C．尽可能使板间距离d小一些 D．使加速电压U1升高一些
答案 C 借题发挥 解答本题的关键是要通过读题理解灵敏度的 物理含义，然后通过运算得出灵敏度的表达式来加以分析选 择．
【典例3】 在如图1－6－9所示的平行板电容器的两板A、B 上分别加如图1－6－10①、②所示的两种电压，开始B板的电势 比A板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运 动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电 压作用下的运动情况，并画出相应的v－t图象．
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/182022/1/182022/1/181/18/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2022/1/182022/1/18January 18, 2022 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2022/1/182022/1/182022/1/182022/1/18
粤教版高中物理选修3-1：示波器的奥秘
课堂总结
两类题目的分析处理方法：
一、粒子运动方向与电场力方向在同一直线上时，利
用：动能定理 或者运动学公式。
qU
1 2
mv末2
1 2
mv初2
v2 2ad a F qU
m md
二、带 电场
电时粒，子类以似速于度平v抛o 运垂动直的于分电析场处线理方，向
飞 应
入 用
匀强 运动
的合成和分解的知识求解。
探究二：带电粒子在电场中的偏转
情景设置
思考：1.带电粒子在水平方向的 受力及初速如何?
2.带电粒子在竖直方向的
F
受力及初速如何?
m, V0
q
3.带电粒子在水平及竖直 方向的分运动情况如何?
L
U
F qE q U
类平抛运动 A.如果带电粒子只受电场力
B.初速方向与匀强电场方向垂直
a qU d
归纳小结
、
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。
探究一：带电粒子在电场中的加速
拓展知识
是否考虑带电粒子或物体的重力要根据具 体情况而定，一般说来： （1）基本粒子：如电子、质子、粒子、 离子等带电粒子除有说明或有明确的暗示 以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质 量）。 （2）带电颗粒：如液谪、油滴、尘埃、 小球、微粒等，除有说明或有明确的暗示 外，一般都不能忽略重力。
1.理解带电粒子在匀强电场中加速和偏 转的原理； 2.能用带电粒子在电场中运动的规律， 分析解决实际问题； 3.了解示波管的构造和原理。
重点：带电粒子在电场中的加速和偏转 难点：带电粒子的偏转
高二物理粤教版选修3-1《16示波器的奥秘》课件
根据动能定理得 1 mv2 W qU
U
2
v 2qU m
如果两板的形状改变了,电场变成了非匀强电场。
若两板间的电压仍为U，上式是否成立？
如图 , 已知 l、d、m、
q、U、v0 , 求粒子穿出
F
电场时，在竖直方向上
d
＋
q
v0
vy
v
y
v0
的位移和偏转的角度。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋
l
带电粒子在水平方向不受力，做匀速直线运动； 在竖直方向受向上的电场力F的作用，做初速度为零 的匀加速直线运动；运动轨迹类似平抛运动。
【例题2】让质子、氘核的混合物沿着与电场垂直 的方向进入同一匀强电场，要使它们最后的偏转 角相同，这些粒子必须是：
A.具有相同的初速度 B.具有相同的初动能 C.具有相同的质量 D.经同一电场由静止加速
【答案】B D
课堂小结
一、利用电场使带电粒子加速 从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
粒子在电场中运动的时间为：t l
vy
v
v0
F
粒子在竖直方向上的加速度为：
d＋ q
v0
y
v0
a F qE Uq
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋＋
m m dm
l
粒子在竖直方向上的位移为：
y
1 2
at 2
ql 2 2dmv02
U
粒子在竖直方向上的分速度为：
vy
at
ql dmv0
U
合速度与水平方向夹角为：
tan1
vy v0
tan1
ql dmv02
U
拓展——带电粒子加速和偏转一体问题
【例3】离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的负离子，
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
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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＋)
完整版ppt
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.
完整版ppt
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.
完整版ppt
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
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尝试应用 3．(多选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏 转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上 P 点出现 亮斑(见右侧的荧光屏的平面图)，那么示波管中的(AC)
A．极板 X 的电势高于极板 X′ B．极板 X′的电势高于极板 X C．极板 Y 的电势高于极板 Y′ D．极板 Y′的电势高于极板 Y
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知识点二 带电粒子在电场中偏转
如图所示，带电粒子以初速度 v0 垂直电场线进入匀强电 场，加速度 a＝qmE＝mqUd.
1．基本关系． vx＝v0，x＝v0t(初速度方向)． vy＝at，y＝12at2(电场线方向)．
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3．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
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知识点三 示波器探秘原理
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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．
3．控制位置：亮斑在荧光屏上的位置可以通过调节 竖直偏转极与水平偏转极上的电压大小来控制．
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分析：由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向 X、Y 方向， 由电子所受电场力的方向确定电场的方向，再确定极板所带 的电性．
解析：电子受力方向与电场方向相反，因电子向 X 方 向偏转，则电场方向为 X 到 X′，则 X 带正电，即极板 X 的 电势高于极板 X′.同理可知 Y 带正电，即极板 Y 的电势高于 极板 Y′，故 A、C 正确，B、D 错误．故选 AC.
第一章 电场
第六节 示波器的奥秘
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知识解惑
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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．
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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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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＝
A．微粒在 0～1 s 内的加速度与 1～2 s 内的加速度相同 B．微粒将沿着一条直线运动 C．微粒做往复运动 D．微粒在第 1 s 内的位移与 第 3 s 内的位移相同
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解析：根据题意作出带电粒子在交变电场中运动的 v －t 图象，如图所示．由图可知在 0～1 s 内与 1～2 s 内的 加速度大小相等方向相反，故 A 错．微粒速度方向一直 为正，始终沿一直线运动，B 对 C 错．阴影部分面积为对 应的第 1 s、第 3 s 和第 5 s 内的位移，故 D 对．
正中央，根据 y tan
θ＝2l .
(2)位移方向与初速度方向间夹角的正切为速度偏转角
正切的12，根据 tan α＝12tan θ.
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2．导出关系． 粒子离开电场时的侧移位移：y＝2qml2vU20d. 粒子离开电场时的偏转角：tan θ＝vv0y＝mqvlU02d. 粒子离开电场时位移与初速度夹角的正切：tan α＝yl
＝2mqlvU20d.
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尝试应用 2．一束带电粒子以相同的速率从同一位置，垂直于电 场方向飞入匀强电场中，所有粒子的运动轨迹都是一样的， 这说明所有粒子(C) A．都具有相同的质量 B．都具有相同的电荷量 C．电荷量与质量之比都相同 D．都是同位素
解析：根据 y＝12Emqvl02，轨迹相同，v0 相同，则mq 一定 相同．
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题型二 带电粒子在电场中偏转
一束电子流在经 U＝5 000 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？
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偏距：y＝12at2，④
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典型问题精 释
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题型一 带电粒子在电场中加速
如图所示，在 P 板附近有一电子由静止开始向 Q 板运 动，则关于电子到达 Q 板时的速度，下列说法正确的是( )
A．两板间距离越大，加速的时间就越长， 获得的速率就越大
B．两板间距离越小，加速度就越大， 获得的速度就越大
C．与两板间距离无关， 仅与加速电压有关
能飞出的条件为：y≤d2，⑤ 解①～⑤式得：
U′≤2Ul2d2＝2×5
000×（1.0×10－2）2 （5.0×102）2
V
＝4.0×10－2 V. 即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V. 答案：400 V
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变式 训练
2．喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨 汁微滴，经带电室带负电后，以速度 v 垂直匀强电场飞入 极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中(C)
D．以上说法均不正确
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解析：由动能定理 qU＝12mv2，v＝ 无关与加速电压有关．故选 C.
答案：C
2mqU，得 v 与距离
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变式 训练
1．(多选)一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小和 方向随时间变化的规律如图所示，带电微粒只在电场力的作 用下，在 t＝0 时刻由静止释放，则下列说法中正确的是(BD)
2mqU＋v20.
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5
尝试应用
1．下列ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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.