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文檔簡介

帶電粒子在勻強電場中的運動武漢市武鋼十六中朱廣林【學習目標】2.探究示波管的工作原理。通過實例分析，探究帶電粒子在電場中的加速、偏轉、勻速直線運動的規律。帶電粒子在勻強電場中的運動【探究1】帶電粒子在電場中從靜止開始加速，從一個極板到達另一個極板時的速度如何計算？(不計重力)u加速電極ｖ＋－●●ｍ、ｑｑU=－ｍｖ２①12【例１】電子的質量為9.1×10-31kg，電量為1.6×10-19C，在電場中從靜止開始，經180ｖ電壓加速后，試估算電子的速度為多大？分析：根據動能定理：∴ｖ＝√2ｑU/ｍ

ｖ＝√２ｑu/ｍ

解：＝√２×1.6×10-19×180/9.1×10-31ｍ/ｓ≈8×10６ｍ/ｓ為何電子經過區區１８０伏電壓加速，速度即達到八百萬米每秒之巨？【思考】電子的比荷(ｑ/ｍ)太大。【探究3】帶電粒子以ｖt速度離開偏轉電場，在到達熒光屏之前作何運動？在熒光屏上的偏轉距離y‘如何計算？y’與U有何關系？θvyvxｖｔ●●●·y‘偏轉電極熒光屏ｖ0vvxｔ●●ｔ●●ｙLｘｙoｙ1【分析】粒子離開偏轉電場后，由于不受力的作用，作勻速直線運動。y’＝ｙ＋L·tａｎθ＝（L＋）ｑUｌｌｍｄｖ０２２

ｙ＝∝U

⑤ｑuｌ２２ｍｄｖ０２tanθ＝＝＝∝U⑥vyat

ｑU

ｌ

vxv0ｍｄｖ０２y‘＝ｙ1＝L·tａｎθ⑧y＋ｙ1⑦由⑤⑥⑦⑧得：∝U⑦【偏轉規律】若帶電粒子以一定的初速度垂直場強方向進入偏轉電場，則粒子打在熒光屏上的偏移量y‘與偏轉電壓Uy成正比，即y’∝Uy●y‘偏轉電極L熒光屏●Uy【實驗演示】調節帶電粒子的偏轉電壓，其軌跡發生變化，打在屏幕上的位置也隨之變化。【示波管】因此，通過改變偏轉電壓，就可以改變帶電粒子到達熒光屏上的位置，從而控制電子的運動。利用此原理，人們制成了示波管。【Flash動畫】演示示波管的結構。【探究】探究示波管的工作原理。tU2【猜想2】若在豎直方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？L熒光屏●Uｙ－＋【實驗演示】使帶電粒子的偏轉電壓反向，觀察其軌跡。t【猜想3】若在豎直方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UｙL熒光屏●Uｙ【實驗演示】用信號源給示波器y方向輸入方波信號，觀察示波器波形。調節方波頻率，觀察波形的閃爍情況，并做出解釋。t【猜想4】若在水平方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxL熒光屏●Uｙ【實驗演示】用信號源給示波器x方向輸入方波信號，觀察示波器波形。t【猜想6】若水平、豎直方向分別加上如下所示的電壓，則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxtUyL熒光屏●Uｙ【實驗演示】用信號源給示波器y方向輸入鋸齒波信號，并利用示波器內部的掃描電壓，觀察示波器波形。【幾何畫板演示】t【猜想7】若水平、豎直方向分別加上如下所示的電壓，則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxtUy＝UmsinωtTTL熒

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