2.2.2帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的推論和示波器 課件高二上學(xué)期物理粵教版（2019）必修第三冊(cè)

DIERZHANG第二章第二節(jié)第2課時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)

的推論和示波器復(fù)習(xí)回顧在電場(chǎng)中加速在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)示波器

適用于任何電場(chǎng)帶電粒子的加速ABUdE+FvU~＋－

多級(jí)直線(xiàn)加速器：Ld--------+++++++++Uv0q、m++vyθvv0y1.飛行時(shí)間：2.加速度：4.豎直分速度：5.速度偏轉(zhuǎn)角：3.豎直分位移：復(fù)習(xí)回顧在電場(chǎng)中加速在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)示波器帶電粒子的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的幾個(gè)重要推論一

帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，其速度反向延長(zhǎng)線(xiàn)與初速度方向交于一點(diǎn)，試證明此點(diǎn)為粒子沿初速度方向位移的中點(diǎn)。例1解：設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移與水平方向的夾角為α，粒子射出時(shí)速度與水平方向的夾角為θ。即tanθ＝2tanα

推論1：如圖所示，粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，其速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)與初速度方向交于一點(diǎn)，此點(diǎn)為初速度方向位移的中點(diǎn)。總結(jié)提升

如圖所示，一帶電粒子先經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，又沿著平行于板面的方向從O點(diǎn)垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，已知加速電場(chǎng)的電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U，極板長(zhǎng)度為l，極板間距為d，帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，求：(1)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角的正切值tanθ；例2

θ(2)粒子沿偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向的偏移距離y。

(2)粒子沿偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向的偏移距離y。解：粒子在靜電力方向上的偏移距離為y拓展1讓一價(jià)氫離子、一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，它們是否會(huì)分離為三股粒子束？推論3：初速度為零的不同的帶電粒子(電性相同)，經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則它們的運(yùn)動(dòng)軌跡必定重合。拓展2

若在偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)有一熒光屏，極板的右端與熒光屏的距離為L(zhǎng)，如圖所示，求粒子打在熒光屏上的位置P與熒光屏中心O′點(diǎn)之間的距離y′。

ALlθ示波器二

示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。示波器的核心部件是示波管。

在被測(cè)信號(hào)的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線(xiàn)。示波器01加速電壓

電子槍偏轉(zhuǎn)電極亮斑亮斑熒光屏

電子槍產(chǎn)生高速飛行的電子束

加速電壓

示波管的構(gòu)造作用：示波管02思考與討論1：如果在電極

XXˊ之間不加電壓，而在YYˊ之間也不加電壓，電子將打在熒光屏的什么位置？-+XˊXˊXXYYˊYˊY電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏思考與討論03如果在電極

XXˊ之間不加電壓，而在YYˊ之間加不變電壓，使Y的電勢(shì)比

Yˊ高，電子將打在熒光屏的什么位置？-+XˊXˊXXYYˊYˊY電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏思考與討論03如果在電極

XXˊ之間不加電壓，而在YYˊ之間加不變電壓，使Yˊ的電勢(shì)比Y高，電子將打在熒光屏的什么位置？-+XˊXˊXXYYˊYˊY電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏思考與討論03-+XˊXˊXXYYˊYˊY電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏如果在電極YYˊ之間不加電壓，而在

XXˊ之間加不變電壓，使

X的電勢(shì)比Xˊ

高，電子將打在熒光屏的什么位置？思考與討論03-+XˊXˊXXYYˊYˊY電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏如果在電極

YYˊ之間不加電壓，而在XXˊ之間加不變電壓，使

Xˊ

的電勢(shì)比

X高，電子將打在熒光屏的什么位置？思考與討論03思考與討論2：如果在XXˊ之間不加電壓，而在YYˊ

之間加按圖示的規(guī)律變化的電壓，在熒光屏?xí)吹降氖裁礃拥膱D形？XˊXYYˊUYtOYˊ隨信號(hào)電壓同步變化，但由于視覺(jué)暫留和熒光物質(zhì)的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線(xiàn)。思考與討論03UXt掃描電壓同理，若

XXˊ

所加的電壓為特定的周期性變化電壓，則亮斑在水平方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)一一掃描，如果掃描電壓變化很快，亮斑看起來(lái)為一條水平的亮線(xiàn)。示波器圖象OXˊXYYˊ思考與討論03思考與討論3：如果在YYˊ之間加如圖所示的交變電壓，同時(shí)在

XXˊ之間加鋸齒形掃描電壓，在熒光屏上會(huì)看到什么圖形？ABCDFABCt1DEFt2XˊXYYˊtOUYUXOtABCDEEFt2t1t2t1思考與討論03如圖甲所示為示波管，如果在YY′之間加如圖乙所示的交變電壓，同時(shí)在XX′之間加如圖丙所示的鋸齒形電壓，使X的電勢(shì)比X′高，則在熒光屏上會(huì)看到的圖形為例3√

如果信號(hào)電壓是周期性的，并且掃描電壓與信號(hào)電壓的周期相同，就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象。示波器圖象tOUYUXOtXˊXYYˊ示波管的原理04示波管的原理視頻解讀05課堂小結(jié)

2：初速度為零的不同的帶電粒子(電性相同)，經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則它們的運(yùn)動(dòng)軌跡必定重合。3：示波器的構(gòu)造和原理，會(huì)判斷圖形課堂檢測(cè)三1.如圖所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的豎直正方形ABCD區(qū)域存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，與AD邊平行。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，在D點(diǎn)沿DC方向以速度v0射