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文档简介

1.8带电粒子在电场中的运动你知道老式的电视机荧光屏后面藏的是什么吗?电子枪发射出的电子打在荧光屏上,使屏幕发光。要想使整个屏幕发光,电子应做何种运动?根据力与运动的关系,想一想偏转电压应符合什么条件?1.了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力,带电粒子做匀变速运动。2.掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动。(重点)3.知道示波管的主要构造和工作原理。对带电粒子受力分析的注意点:1、对基本粒子,如电子、质子、离子、α粒子等,除有说明或有明确的暗示外,一般都不考虑重力;2、对带电颗粒,如液滴、小球、尘埃等,除有说明或有明确的暗示外,一般都需要考虑重力;一、带电粒子的加速

如图所示,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下,由静止开始从正极板向负极板运动,到达负板时的速度有多大?(不考虑粒子的重力)qUm+_带电粒子的加速d思考题

如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解?为什么?

由于电场力做功与场强是否匀强无关,与运动路径也无关,第二种方法仍适用!所以

结论: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。二、带电粒子的偏转

UL++++++------Y

dY′

如图所示,在真空中水平放置一对金属板Y和Y’,板间距离为d。在两板间加以电压U,一电荷量为q质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力)v0q1.受力分析:粒子受到竖直向下的静电力F=Eq=qU/d。2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。v++++++------v0Y

dUY′

qLx方向:匀速直线运动Y方向:加速度为

匀加速直线运动。y

v0vy

vv0vyΦ

3.x方向

4.y方向

5、离开电场时的偏转角度的正切:F++++++------φvv0vy+_U1U2v0L-qm三、加速和偏转一体y思考题:让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速,然后在同一偏转电场里偏转,在通过加速电场时获得的动能是否相同?通过偏转电场时,它们是否会分为三股?请说明理由。答案:通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同,二价氦离子电荷量最大,所以二价氦离子获得动能最大。粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定,所以三种粒子不可能分开为三股。三、示波管的原理(1)电子枪:发射并加速电子。(2)偏转电极:YY′使电子束竖直偏转;XX′使电子束水平偏转。(3)荧光屏:电子束打到荧光屏上能使该处的荧光物质发光。如果在XX′之间不加电压,而在YY′之间所加的电压按图所示的规律随时间变化,在荧光屏上会看到什么图形?YY′X′

YY′随信号电压同步变化,但由于视觉暂留和荧光物质的残光特性,只能看到一条竖直的亮线。X示波器图象同理可得亮斑在水平方向的偏移随加在XX′上的电压而变化,若所加的电压为特定的周期性变化电压则亮斑在水平方向来回运动——扫描,如果扫描电压变化很快,亮斑看起来为一条水平的亮线。UXt扫描电压示波器图像YY′X′X如果在YY′之间加如图所示的交变电压,同时在XX′之间加锯齿形扫描电压,在荧光屏上会看到什么图形?XYOABCDEFABCDEFABOCt1DEFt2UyUx如果信号电压是周期性的,并且扫描电压与信号电压的周期相同,就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图像。XYY′X′UXt示波器图象O四、示波器

1、作用:观察电信号随时间变化的情况2、组成:示波管(内部是真空的)、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。3、原理(1)偏转电极不加电压:从电子枪射出的电子将沿直线运动,射到荧光屏的中心点形成一个亮斑。(2)仅在XX1(或YY1)加电压①若所加电压稳定,则电子流被加速、偏转后射到XX1(或YY1)所在直线上某一点,形成一个亮斑(不在中心)。在右图中设加速电压为U,电子电量为e质量为m。由W=△EK,若电压按正弦规律变化,如U=Umsinωt,偏移也将按正弦规律变化,即这斑在水平方向或竖直方向做简谐运动课堂小结

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