高中物理教案《示波管的原理及应用》

示波管的原理及应用

教学目标

1．考点要求

示波管，示波器及其应用(Ⅰ)

带电粒子在匀强电场中的运动 (Ⅱ)

2．知识目标

1)知道示波器的基本原理．

2)理解带电粒子在匀强电场中的运动规律，分析解决加速偏转方

面的问题．交变电场中的运动

3)分析示波器荧光屏上得到正弦图象的条件．

3. 能力目标

实际问题背景的分析能力，处理问题的近似简化能力，知识综合能力的考查．

重点难点分析：

重点：带电粒子在电场中的偏转规律．

难点：综合运用电学和力学知识处理偏转问题．

教学媒体:

课件

教学过程：

示波器原理

１、示波管的原理构造图

.,,屏的时间也很短电子从偏转电极到荧光很小很大0

0v l v ２、成像原理

⑴两偏转电极间均不加电场．

电子打在何处？ 荧光屏上显示什么图象？

⑵若只在偏转电极ＹＹ＇上加电压．

若加恒定电压Ｕ，电子如何偏转？荧光屏上显示什么图

象？偏转距离y ＇如何计算？

y'＝

讨论：一台正常工作的示波管，突然发现荧光屏上的画面的高度缩小了，说明什么问题？要使画面恢复到原来高度，如何调节？（即通过改变U，改变y＇）

若电压Ｕ是持续变化的？荧光屏上得到什么图象？

每一个电子

持续的电子流

类似于力学中什么实验现象？

如何在荧光屏上得到正弦图象？

⑶若只在偏转电极ＸＸ＇上加电压．（扫描电压）

要加怎样的扫描电压Ｕx，才能得到匀速扫描水平的亮线？

⑷要在屏幕上得到稳定的正弦图象，应加什么样的扫描电压?

若得到一个完整的正弦图象呢？两个完整的呢？

拓展思考:

1)如何得到电子计算机中矩形脉冲?

2)如何得到示波器中的锯齿波形?

巩固练习

1、喷墨打印机的结构简图如下图所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半

径约为10－5m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制．带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体．无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒．

设偏转板板长1.6cm，两板间的距离为0.50 cm，偏转板的右端距纸3.2cm．若一个墨汁微滴的质量为1.6×10－10kg，以20m／s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.0×103V，若墨汁微滴打到纸上点距原射入方向的距离是 2.0mm．求这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少?(不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性．)为了使纸上的字体放大10％，请你分析提出一个可行的方法．

２、如下图所示，示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成．管内真空电子枪由发射电子的炽热金属丝K、阳极板A、以及水平、竖直偏转板组成．电源E1给灯丝K加热而产生电子，电源U0使电子形成电子流并由K极向A极加速并穿过A 板的孔而打在荧光屏上发出亮点．用它可以检测各种电路或电子仪器的工作电流、电压的波形和特点等．

设两个偏转电极的结构相同(长L、间距d)，且靠得很近，两极板上的电压为u，电性如下图所示．并设竖直偏转电极板的右端到荧光屏的距离为s，荧光屏是圆形的、足够大，以它的中心为坐标轴原点水平向里为x正方向，竖直向上为y正方向．那么质量为m，电量为e的电子由电子枪静止出发,射到荧光屏上的坐标是多少?若电子枪的电流强度为I，那么荧光屏受到的电子流的压力约为多少?(设电子枪、偏转电极中心、荧光屏的O点在同一直线上)

3、（1997年全国，26）如图(a)所示，真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入．A、B板长l=0.20m，相距d=0.020m，加在A、B两板间的电压U随时间t变化的U--t图线如图(b)所示．设A、B间电场可看作是均匀的，且两板外无电场．在每个电子通过电场区域的极短时问内，电场可视作恒定的．两板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极板右端距离b＝0.15m，圆筒绕其竖直轴匀速转动，周期T=0.20s，筒的周长s=0.20m，筒能接收到通过A、B板的全部电子．

(1)以t=0时(见图(b)此时U=0)电子打到圆筒记录纸上的作为xy标系的原点，并取y轴竖直向上．试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标．(不计重力作用)．

(2)在给出的坐标纸(图10--27(c))上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线．