2020-2021高中物理1.6示波器的奥秘课件粤教版选修
高中物理1.6示波器的奥秘课件粤教版选修3_1
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.
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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 ������
2020-2021学年高中物理粤教版选修3-1 第一章电场第六节示波器的奥秘教学案
第六节示波器的奥秘1。
带电粒子仅在电场力作用下加速时,可根据动能定理求速度。
2．带电粒子以速度v0垂直进入匀强电场时,如果仅受电场力，则做类平抛运动.3．示波管利用了带电粒子在电场中的加速和偏转原理。
一、带电粒子的加速如图1。
6。
1所示，质量为m，带正电q的粒子,在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中.图1。
61(1)电场力对它做的功W＝qU。
(2）带电粒子到达负极板速率为v，它的动能为E k＝错误!mv2。
(3)根据动能定理可知，qU＝错误!mv2，可解出v＝错误!。
(4）带电粒子在非匀强电场中加速,上述结果仍适用.二、带电粒子的偏转带电粒子的初速度与电场方向垂直，粒子的运动类似物体的平抛运动,则它在垂直电场线方向上做匀速直线运动，在沿电场线方向上做初速为零的匀加速直线运动.三、示波器探秘1．结构如图1。
6。
2所示为示波管的结构图。
1．灯丝2。
阴极3。
控制极4。
第一阳极5。
第二阳极6．第三阳极 7。
竖直偏转系统 8.水平偏转系统 9。
荧光屏图1。
6。
22．原理（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。
1．自主思考—-判一判(1）基本带电粒子在电场中不受重力.（×)（2)带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。
（×)（3)带电粒子在匀强电场中偏转时，其速度和加速度均不变.（×)(4）带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。
（√)（5）示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束,偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置。
(√)(6）示波管的荧光屏上显示的是电子的运动轨迹。
(×）2．合作探究——议一议(1)带电粒子在电场中运动时，什么情况下重力可以忽略？提示：①当带电粒子的重力远小于静电力时，粒子的重力就可以忽略。
高中物理第1章电场第6节示波器的奥秘课件粤教版
设微粒在虚线 MN 两侧运动的时间分别为 t1 和 t2，由运动学公式有 d1＝12a1t21 d2＝12a2t22 t＝t1＋t2 联立方程解得 t＝1.5×10－8s 【答案】 (1)0.50 cm (2)1.5×10－8 s
知识脉络
带电粒子的加速
[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初．速带度电为粒零子的加带速电问粒题子的，处经理过方电法势：差利为用U__的动__电_能_场_定_加__速理_分后析，q．U＝___12_m_v_2_，则
[合作探讨]
如图 1-6-1 所示，两平q 的正离子在左板附近由静止释放．
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＝qdUm.
图 1-6-1
探讨 2：正离子到达负极板时的速度多大？
分析带电粒子加速运动问题的两点提醒 (1)对于匀强电场虽然用动力学观点和功能观点均可求解， 但运用功能观点列式更简单，故应优先选用功能观点． (2)若电场为非匀强电场，带电粒子做变加速直线运动，不 能通过牛顿运动定律途径求解．注意 W＝qU 对一切电场适用， 因此从能量的观点入手，由动能定理来求解．
图 1-6-2
【解析】 在电场中，两粒子的加速度相同，由 d＝v0t＋12at2 知，速度大的 用的时间短，A 对，由动能定理，ΔEk＝W＝qU 相同，B 错，由 Δv＝at 知初速 度小的时间长，Δv 大 C 错，电势能的减小量等于电场力的功，－ΔEp＝W＝qU， 相同，D 对．
【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2课时
课堂讲义
带电粒子在电场中的运动
二、带电粒子在电场中的类平抛运动
1．带电粒子在垂直于电场方向进入匀强电场，做类平抛运动， 一般根据运动的合成与分解分析． 带电粒子垂直进入电场做类平抛运动的规律:
பைடு நூலகம்
qU 加速度(沿电场方向) a md
运动时间(垂直电场方向) t
目标定位 预习导学 课堂讲义
（2）全程应用动能定理
1 2 －mg ( H＋h)－qU AB＝0－ mv0 2 (2)欲使小球刚好打到A板，A、
m轾 v0 - 2 g ( H + h) 犏 解得 U AB＝ 臌 2q
2
对点练习
课堂讲义
例 1 如图所示，水平放置的A 、 B 两平行板相距 h ，上板 A 带 正电，现有质量为 m 、带电荷 量为＋ q的小球在 B 板下方距离
1 Ee 2 t 2 m
yv
2ml Ee
2ml y' v Ee
垂直的匀强电场，电场强度为E， 故在荧光屏B上的发光面积
2 2 mlv S= y 2 Ee
对点练习
课堂讲义
例 2 如图所示，阴极A受热后
带电粒子在电场中的运动
向右侧空间发射电子，电子质量 借题发挥
为m，电荷量为e，电子的初速率
先向A板匀加速半个周期
接着匀减速半个周期
一个周期后速度为零
以后重复此过程，方向不变
课堂讲义
四、带电微粒在电场中的圆周运动
带电粒子在电场中的运动
含有电场力作用的圆周运动分析，与力学中的圆周运动
一样，主要是两大规律的应用：牛顿第二定律和动能定理 ．对于竖直平面内的变速圆周运动问题，在电场中临界问 题可能出现在最低点，要注意受力分析，找准临界点和临 界条件．
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)
• 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
【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
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).
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.
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．
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
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。