第05講 帶電粒子在電場中的運動（原卷版）-2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期中期末復(fù)習(xí)精細講義

第05講帶電粒子在電場中的運動——劃重點之高二期中期末復(fù)習(xí)精細講義考點1帶電體在電場中的直線運動考點2帶電體在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題考點3帶電粒子在交變電場中的運動模型考點4示波管的工作原理考點1：帶電體在電場中的直線運動1．做直線運動的條件直線運動的條件①粒子所受合外力F合＝0，粒子或靜止，或做勻速直線運動。②粒子所受合外力F合≠0，且與初速度方向在同一條直線上，帶電粒子將做勻加速直線運動或勻減速直線運動。2．解決粒子在電場中直線運動問題的兩種方法運動狀態(tài)的分析帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的電場力與運動方向在同一條直線上，做加（減）速直線運動解決方法勻強電場中：W＝Eqd＝qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)（適用于粒子受恒力作用）非勻強電場中：W＝qU＝Ek2－Ek1（適用于粒子受恒力或變力作用）解決此類問題的關(guān)鍵是靈活利用動力學(xué)分析的思想，采用受力分析和運動學(xué)方程相結(jié)合的方法進行解決，也可以采用功能結(jié)合的觀點進行解決，往往優(yōu)先采用動能定理。3．帶電粒子在電場中運動時重力的處理基本粒子如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）帶電顆粒如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力4．帶電粒子在電場中的加速帶電粒子沿與電場線平行的方向進入電場，帶電粒子將做加（減）速運動。有兩種分析方法：用動力學(xué)觀點分析a＝eq\f(qE,m)，E＝eq\f(U,d)，v2－veq\o\al(2,0)＝2ad用功能觀點分析粒子只受電場力作用，電場力做的功等于物體動能的變化，qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)【典例1】某空間有平行于紙面的勻強電場，一帶電荷量為?q（q>0）的質(zhì)點（重力不計）在如圖所示的恒定拉力F的作用下由M點開始沿直線勻速運動到N點。圖中電場未畫出，拉力F和直線MN間的夾角為θ，M、N兩點間的距離為d，則下列說法正確的是（

）A．勻強電場的電場強度大小為FB．M、N兩點的電勢差為FdC．帶電質(zhì)點由M點運動到N點的過程中，電勢能減少了FdD．若要使帶電質(zhì)點由N點向M點做勻速直線運動，則F必須反向【典例2】（多選）如圖甲所示，在勻強電場中，虛線為電場線，與Ox軸成θ=37°角，Ox軸上有a、b、c三點，Oa=bc=12ab=4cm，Ox軸上各點的電勢φ的變化規(guī)律如圖乙所示。取sin37°=0.6A．電場線的方向為斜右向下B．若質(zhì)子從O點靜止釋放，將沿x軸做加速運動C．勻強電場強度的大小為600D．電子在c點的電勢能為7.68×【典例3】（多選）如圖甲所示，以O(shè)為原點，豎直向下為正方向建立x軸。在x=0和x=4x0處分別固定電量為Q的正點電荷。A、B、C為x軸上坐標分別為x0、2x0、3x0的點，AC之間沿x軸方向電勢變化如圖乙所示。現(xiàn)從A點將一帶正電小球由靜止釋放，小球向下運動。已知釋放瞬間小球加速度為2g，g為當?shù)刂亓铀俣?，靜電力常量為k。以下結(jié)論正確的是（）A．小球的比荷qB．小球的比荷qC．小球經(jīng)過B點時的速度大小為11gD．小球經(jīng)過B點時的速度大小為11g【典例4】（多選）如圖所示，真空中豎直固定一表面粗糙程度處處相同的金屬板，其正前方固定一個帶正電的點電荷Q，OQ垂直于金屬板。已知OM=ON，一表面絕緣帶正電的小滑塊（可視為試探電荷且不影響原電場）從金屬板上端的M點由靜止釋放，小滑塊能運動到O點，且到達O點時其所受重力大小等于摩擦力大小。下列說法正確的是（）A．小滑塊一直加速運動到N點，加速度先減后增，小滑塊在M、N兩點的加速度相等B．電場力對小滑塊先做負功后做正功，小滑塊在M、N兩點的電勢能相等C．小滑塊在OM段和ON段動能的增加量一定相等D．小滑塊的動能可能先增大后減小，到達N點的速度為零【典例5】（多選）如圖所示，水平放置的平行板電容器上下極板M、N分別帶有等量異種電荷，電荷量大小均為Q，兩極板間距為d，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電微粒從上極板M的邊緣以初速度v0射入，恰好沿直線從下極板N邊緣射出，重力加速度為gA．兩極板間的電壓UB．微粒的機械能減小mgdC．電容器的電容C=D．保持Q不變，僅將極板N向下平移，微粒仍沿直線從極板間射出【典例6】如圖所示，Q為固定的正點電荷，A、B兩點在Q的正上方和Q相距分別為?和0.25?，將另一點電荷從A點由靜止釋放，運動到B點時速度正好又變?yōu)榱?。若此電荷在A點處的加速度大小為0.5g，試求：(1)此電荷在B點處的加速度；(2)此電荷運動過程中速度最大時離Q的距離；(3)A、B兩點間的電勢差（用Q和?表示）?？键c2：帶電體在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)問題1．進入電場的方式：以初速度v0垂直場強方向射入勻強電場中的帶電粒子，受恒定電場力作用，做類似平拋的勻變速曲線運動。運動性質(zhì)：勻變速曲線運動。2．兩個特點受力特點電場力大小恒定，且方向與初速度v0的方向垂直運動特點做勻變速曲線運動，與力學(xué)中的平拋運動類似3．兩個分析條件分析不計重力，且?guī)щ娏Ｗ拥某跛俣葀0與電場方向垂直，則帶電粒子將在電場中只受電場力作用做類平拋運動運動分析一般用分解的思想來處理，即將帶電粒子的運動分解為沿電場力方向上的勻加速直線運動和垂直電場力方向上的勻速直線運動4．處理方法：利用運動的合成與分解，分解成相互垂直的兩個方向上的直線運動，類似于平拋運動。沿初速度方向做勻速直線運動沿電場方向做初速為零的勻加速直線運動5．運動規(guī)律：設(shè)粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，兩平行金屬板間的電壓為U，板長為l，板間距離為d（忽略重力影響），則有加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md)在電場中的運動時間①能飛出電容器：②不能飛出電容器：速度⊥E方向（初速度方向），vx=v0∥E方向，vy=at末速度v＝eq\r(vx2＋vy2)，粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUl,mv02d)（動能一定時tanθ與q成正比，電荷量一定時tanθ與動能成反比）位移⊥E方向（初速度方向），x=l=v0t∥E方向，粒子離開電場時的側(cè)移為：y=＝eq\f(ql2U,2mv\o\al(2,0)d)粒子離開電場時位移與初速度夾角的正切tanα＝eq\f(y,l)＝eq\f(qUl,2mv\o\al(2,0)d)思維導(dǎo)圖6．分析粒子在電場中偏轉(zhuǎn)運動的兩種方法分解觀點垂直射入勻強電場的帶電粒子，在電場中只受電場力作用，與重力場中的平拋運動相類似，研究這類問題的基本方法是將運動分解，可分解成平行電場方向的勻加速直線運動和垂直電場方向的勻速直線運動功能觀點首先對帶電粒子進行受力分析，再進行運動過程分析，然后根據(jù)具體情況選用公式計算①若選用動能定理，則要分清有多少個力做功，是恒力做功還是變力做功，同時要明確初、末狀態(tài)及運動過程中的動能的增量②若選用能量守恒定律，則要分清帶電粒子在運動中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是減少的7．關(guān)于兩個偏轉(zhuǎn)物理量粒子的偏轉(zhuǎn)角問題已知電荷情況及初速度：如上圖所示，設(shè)帶電粒子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，以速度v0垂直于電場線方向射入勻強偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為U1tanθ＝eq\f(vy,vx)vy＝at＝eq\f(qU1,dm)·eq\f(l,v0)vx＝v0可得tanθ＝eq\f(qU1l,mv\o\al(2,0)d)動能一定時tanθ與q成正比，電荷量相同時tanθ與動能成反比已知加速電壓U0：若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)過同一加速電壓U0加速后進入偏轉(zhuǎn)電場的qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得tanθ＝eq\f(U1l,2U0d)粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的粒子的偏轉(zhuǎn)量問題y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qU1,dm)·（eq\f(l,v0)）2作粒子速度的反向延長線，設(shè)交于O點，O點與電場邊緣的距離為x，則x＝eq\f(y,tanθ)＝eq\f(\f(qU1l2,2dmv\o\al(2,0)),\f(qU1l,mv\o\al(2,0)d))＝eq\f(l,2)粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，就像是從極板間的l/2處沿直線射出若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進入偏轉(zhuǎn)電場的得：y＝eq\f(U1l2,4U0d)粒子的偏轉(zhuǎn)距離與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們在電場中的偏轉(zhuǎn)距離總是相同的8．幾個推論（1）粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，其速度反向延長線與初速度方向延長線交于一點，此點平分沿初速度方向的位移。（如圖所示，l′＝eq\f(l,2)）（2）位移方向與初速度方向間夾角的正切等于速度偏轉(zhuǎn)角正切的eq\f(1,2)，即tanα＝eq\f(1,2)tanθ。（3）先加速后偏轉(zhuǎn)：若不同的帶電粒子都是從靜止經(jīng)同一加速電壓U0加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場U的，則由動能定理有：qU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得：。偏移量。則偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ相同，也就是運動軌跡完全重合。粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的q、m無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。（4）帶電粒子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)的功能關(guān)系：當討論帶電粒子末速度v時也可以從能量的角度進行求解：qUy＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，其中Uy＝eq\f(U,d)y，指初、末位置間的電勢差。（5）計算粒子打到屏上的位置離屏中心距離Y的方法：計算方法Y＝y(tǒng)＋Dtanθ（D為屏到偏轉(zhuǎn)電場的水平距離）Y＝（＋D）tanθ（L為電場寬度）Y＝y(tǒng)＋vy·根據(jù)三角形相似：9.帶電粒子在電場中做類平拋運動的問題如圖所示，帶電粒子經(jīng)加速電場U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后，需再經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P,如圖所示.1.確定最終偏移距離OP的兩種方法方法1：方法2：2.確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后的動能(或速度)的兩種方法方法1:方法2：【典例7】如圖所示，在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強電場，E、F、G、H是各邊中點，其連線構(gòu)成正方形，其中P點是EH的中點，一個帶正電的粒子（不計重力）從F點沿FH方向射入電場后恰好從D點射出，以下說法正確的是（）A．粒子的運動軌跡一定經(jīng)過P點B．粒子的運動軌跡一定經(jīng)過PH之間某點C．若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，粒子會由ED之間某點從AD邊射出D．若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，粒子恰好由E點從AD邊射出【典例8】（多選）如圖所示，在光滑絕緣水平面xOy內(nèi)存在平行于y軸負方向、電場強度大小為E的勻強電場，一帶正電小球（視為點電荷）從y軸上的P點以初速度v0射入第一象限，小球經(jīng)過x軸上Q點時的速度方向與x軸的夾角為60°。下列說法正確的是（

A．小球經(jīng)過Q點時的速度大小為2B．OP、OQ之比為2:C．P、Q連線與x軸的夾角為30°D．小球從P點到Q點的過程中，小球的動能變化量為小球初動能的3倍【典例9】如圖所示，豎直平面直角坐標系xOy，第Ⅲ象限內(nèi)固定有半徑為R的四分之一光滑絕緣圓弧軌道BC，軌道的圓心在坐標原點O，B端在x軸上，C端在y軸上，同時存在大小為E1=3mg4q，方向水平向右的勻強電場。第Ⅳ象限x=0與x=3R之間有大小為E2=2mgq，方向豎直向下的勻強電場?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負電小球從B點正上方高(1)小球經(jīng)過C點時的速度大小vC(2)小球在第Ⅲ象限受到軌道支持力的最大值；(3)小球運動到y(tǒng)軸右側(cè)后與x軸的交點坐標?！镜淅?0】一束初速不計的一價正粒子在經(jīng)U=5000V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖所示，若板間距離d=1.0cm，板長l=5.0cm

(1)粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0(2)粒子飛出平行板時的側(cè)移量vy(3)偏轉(zhuǎn)場對粒子做的功?！镜淅?1】XCT掃描是計算機X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，可用于對多種病情的探測。某種XCT機原理示意圖如圖所示。M、N之間是加速電場，虛線框內(nèi)為勻強偏轉(zhuǎn)電場；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進，打到水平圓形靶臺上的中心點P，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，M、N兩端的電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域水平寬度為L0，豎直高度足夠長，MN中電子束距離靶臺豎直高度為H，偏轉(zhuǎn)電場的電場強度(1)電子剛進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度大??；(2)電子束射出偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向的夾角；(3)P點到偏轉(zhuǎn)電場右邊界的距離?？键c3：帶電粒子在交變電場中的運動模型1.帶電粒子在電場中運動時間遠小于電場變化周期粒子在電場中運動時間內(nèi)可將電場看成勻強電場，粒子在電場中做勻變速直線運動或類拋體運動。2.帶電粒子在電場中運動時間不滿足遠小于電場變化周期(1)注重全面分析(分析受力特點和運動規(guī)律),抓住粒子的運動具有周期性和在空間上具有對稱性的特征，求解粒子運動過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。(2)分析時從兩條思路出發(fā)：一是力和運動的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運動學(xué)規(guī)律分析，通?？勺鞒隽Ｗ舆\動的速度(或分速度)—時間圖像進行分析或求解；二是功能關(guān)系?！镜淅?2】勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖像如圖所示。當t=0時。在此勻強電場中由靜止釋放一個帶正電的粒子，帶電粒子只受靜電力的作用，下列說法正確的是（）A．帶電粒子將做往復(fù)運動 B．3s末帶電粒子回到原出發(fā)點C．3s末帶電粒子的速度不為零 D．前3s內(nèi)，靜電力做的總功為零【典例13】如圖甲所示，某裝置由直線加速器和偏轉(zhuǎn)電場組成.直線加速器序號為奇數(shù)和偶數(shù)的圓筒分別和交變電源的兩極相連，交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示；在t＝0時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，位于金屬圓板（序號為0）中央的電子由靜止開始加速，通過可視為勻強電場的圓筒間隙的時間忽略不計，偏轉(zhuǎn)勻強電場的A、B板水平放置，長度均為L，相距為d，極板間電壓為U，電子從直線加速器水平射出后，自M點射入電場，從N點射出電場.若電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子的重力和相對論效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．電子在第3個與第6個金屬筒中的速度之比為1B．第2個金屬圓筒的長度為TC．電子射出偏轉(zhuǎn)電場時，速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值tanD．若電子通過圓筒間隙的時間不可忽略，圓筒個數(shù)足夠多且間隙的距離均為d，在保持圓筒長度、交變電壓的變化規(guī)律和圖乙中相同的情況下，該裝置能夠讓電子獲得的最大速度為v【典例14】（多選）如圖甲所示，A、B是一對平行金屬板。A板的電勢φA=0，B板的電勢φB隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，電子的初速度和重力的影響均可忽略。若在t=0時刻進入的電子恰好在T2時刻穿過BA．在t=T8時刻進入的電子一定不能穿過B．在t=T8時刻進入的電子一定能穿過C．在t=T4時刻進入的電子一定不能穿過D．在t=T4時刻進入的電子一定能穿過【典例15】（多選）如圖甲所示，A、B兩極板與交變電源相連，交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示，A板的電勢為0，質(zhì)量為m，電荷量為?q的電子僅在電場力作用下，在t=TA．A、B兩板間的距離為qB．電子在兩板間的最大速度為qC．電子在兩板間做勻加速直線運動D．若電子在t=T【典例16】如圖甲所示，豎直正對放置的平行極板A、B間存在一勻強電場，在A極板O處的放射源連續(xù)無初速度地釋放質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，電子經(jīng)極板A、B間的電場加速后由B極板上的小孔離開，然后沿水平放置的平行極板C、D的中心線進入偏轉(zhuǎn)電場．C、D兩極板的長度均為L、間距為d，兩板之間加有如圖乙所示的交變電壓，0~T2時間段內(nèi)極板C的電勢高于極板D的電勢。電子被加速后離開極板A、B間的加速電場時的速度大小為(1)極板A、B之間的電勢差UAB(2)t=0時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度偏角θ的正切值；(3)t=T考點4：示波管的工作原理在示波管模型中，帶電粒子經(jīng)加速電場U1加速，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場U2偏轉(zhuǎn)后，需要經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P，如圖所示．1．示波管的構(gòu)造示波器是可以用來觀察電信號隨時間變化情況的一種電子儀器，其核心部分是示波管，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示，管內(nèi)抽成真空。電子槍發(fā)射并加速電子豎直偏轉(zhuǎn)電極使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號電壓）水平偏轉(zhuǎn)電極使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓）熒光屏顯示圖象2．示波管的原理示波器的基本原理是帶電粒子在電場力作用下的加速和偏轉(zhuǎn)．（1）偏轉(zhuǎn)電極不加電壓：從電子槍射出的電子將沿直線運動，射到熒光屏的中心點形成一個亮斑。（2）僅在XX′（或YY′）加電壓，若所加電壓穩(wěn)定，則電子流被加速、偏轉(zhuǎn)后射到XX′（或YY′）所在直線上某一點，形成一個亮斑（不在中心）．在圖中，設(shè)加速電壓為U1，電子電荷量為e，質(zhì)量為m，由W＝ΔEk得eU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)。在電場中的側(cè)移y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qU2,2dm)t2，其中d為兩板的間距。水平方向t＝L/v0，又tanφ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(at,v\o\al(2,0))＝eq\f(eLU2,dmv\o\al(2,0))由以上各式得熒光屏上的側(cè)移y′＝y(tǒng)＋L′tanφ＝eq\f(eLU2,dmv\o\al(2,0))（L′+）＝tanφ（L′+）（L′為偏轉(zhuǎn)電場左側(cè)到光屏的距離）。（3）示波管實際工作時，豎直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板都加上電壓，一般加在豎直偏轉(zhuǎn)板上的電壓是要研究的信號電壓，加在水平偏轉(zhuǎn)板上的是掃描電壓，若兩者周期相同，在熒光屏上就會顯示出信號電壓隨時間變化的波形圖。3．亮點位置的確定（1）恒壓處理：分別在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′所加的掃描電壓和波形電壓都是變化電壓，但其變化周期比電子經(jīng)過極板的時間要長得多，相比之下，電子經(jīng)過極板的時間可當作一個周期中的某“時刻”，所以在處理計算電子的偏轉(zhuǎn)距離時，電子經(jīng)過極板的時間內(nèi)電壓可當作恒定電壓來處理。例如，在YY′上加信號電壓u＝220eq\r(2)sin100πtV，在t＝eq\f(1,600)s時射入極板的電子，偏轉(zhuǎn)電壓可認為是u＝220eq\r(2)sin（100π×）V＝110eq\r(2)V不變。（2）雙向偏轉(zhuǎn)確定亮點的坐標位置：電子在兩個方面的偏轉(zhuǎn)互不影響，均當作類平拋運動處理。由X和Y方向同時刻加上的偏轉(zhuǎn)電壓Ux、Uy，通過式子x＝eq\f(1,2)axt2＝eq\f(UxL2,4dU1)，y＝eq\f(1,2)ayt2＝eq\f(UyL2,4dU1)等分別計算電子打在熒光屏上的側(cè)移距離x、y，則亮點的位置坐標為（x，y）。不同時刻偏轉(zhuǎn)電壓不同，亮點位置坐標不同，因此連續(xù)打出的亮點按X、Y方向的信號電壓拉開排列成“線”。4．XX′掃描電壓的作用豎直平行放置的一對金屬板XX′，加上偏轉(zhuǎn)電壓Ux后使電子束沿水平方向偏轉(zhuǎn)，Ux稱為掃描電壓，波形如圖所示。不同時刻的偏轉(zhuǎn)電壓不同，由于側(cè)移距離與偏轉(zhuǎn)電壓成正比，電子在熒光屏上打出的亮點相對原點的位置不同，在一個周期T內(nèi)，亮點沿x方向從負向最大側(cè)移經(jīng)原點O向正向最大移動，完成一次“掃描”，由于周期T很短，因此人眼觀察到的就是一條水平亮線。如果掃描電壓的頻率fx等于YY′上所加波形電壓的頻率fy，則在熒光屏上顯示一個完整的波形；如果fy＝2fx，則Tx＝2Ty，水平掃描一次，豎直變化2次，因此得到兩個完整波形，依次類推?！镜淅?7】示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，其原理圖如圖甲所示。圖乙是從右向左看到的熒光屏的平面圖。若在XX'上加如圖丙所示的電壓，在YY'上加如圖丁所示的信號電壓，則在示波管熒光屏上看到的圖形是（

）A． B．C． D．【典例18】如圖所示的示波管，當兩偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′上的電壓為零時，電子槍發(fā)射的電子經(jīng)加速電場加速后會打在苂光屏上的正中間（圖示坐標系的O點，其中x軸與XX′電場的場強方向重合。x軸正方向垂直于紙面向里，y

A．若要電子打在圖示坐標系的第Ⅱ象限，則X′接電源正極，YB．若只在YY′兩極加上偏轉(zhuǎn)電壓，則在苂光屏上能看到沿C．若只在XX′兩極加上偏轉(zhuǎn)電壓，增大XXD．示波管工作時，可任意調(diào)節(jié)XX【典例19】如圖所示，示波管由電子槍、豎直方向偏轉(zhuǎn)電極YY、水平方向偏轉(zhuǎn)電極XX＇和熒光屏組成。電極。YY＇、XX＇的長度均為l、間距均為d。若電子槍的加速電壓為U1，XX＇極板間的電壓為U2（X端接為高電勢），YY＇極板間的電壓為零。電子剛離開金屬絲時速度可視為零，從電子槍射出后沿示波管軸線OO＇方向（O＇在熒光屏正中央）進入偏轉(zhuǎn)電極。電子電荷量為A．會打在熒光屏左上角形成光斑B．打在熒光屏上時的動能大小為eC．打在熒光屏上的位置與O'的距離為D．打在熒光屏上時，速度方向與OO＇的夾角α滿足tan【典例20】如圖所示，圖甲是示波管的原理圖，如果在電極XX'之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，在電極YY'之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，則熒光屏上會看到的圖形是（）A． B．C． D．一、單選題1．“示波器”是電工學(xué)中的重要儀器，如圖所示為示波器的原理圖，有一電子在電勢差為U1的電場中加速后，垂直射入電勢差為UA．U1變小，U2不變 B．U1C．U1變小，U2變大 D．U12．如圖甲所示，傾角為θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，其空間存在沿斜面方向的勻強電場，以斜面底諯為坐標原點，沿斜面向上為正方向建立x軸，一帶正電的小滑塊以一定的初速度v0從斜面底端x=0處開始上滑，若斜面足夠長，上滑過程中小滑塊的機械能和動能隨位移變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8A．電場強度的方向沿斜面向上B．在斜面底端小滑塊克服重力做功的功率為4C．在斜面底端小滑塊克服電場力做功的功率為ED．小滑塊上滑過程中，重力勢能增加了43．圖甲為示波管的原理圖。如果在電極YY′之間所加的電壓按圖乙所示的規(guī)律變化，在電極XX′之間所加的電壓按圖丙所示的規(guī)律變化，則在熒光屏上會看到的圖形是（）A． B．C． D．二、多選題4．如圖所示，一重力不計的帶電粒子由水平正對平行板的上極板邊緣以平行極板的速度射入，經(jīng)過一段時間由下極板的邊緣離開，已知兩極板之間的距離為d，兩極板的長度均為L，粒子在極板間運動的時間為t。則下列說法正確的是（）A．水平方向上前L2與后LB．豎直方向上前d2與后dC．前t2與后tD．前t2與后t5．如圖甲所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔，右極板電勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，電子原來靜止在左極板小孔處，不計電子的重力，下列說法正確的是（）A．若t=0時刻釋放電子，電子始終向右運動，直到打到右極板上B．若t=0時刻釋放電子，電子可能在兩板間往返運動C．若t=T4D．若t=3T86．如圖，金屬板平行放置，兩極接上恒定電壓。質(zhì)量相等的粒子A和B分別靜止在上下極板處。閉合開關(guān)，兩粒子僅在電場力作用下同時運動，且同時經(jīng)過圖中的虛線處，虛線到上下極板的距離之比為1：2，忽略粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A．A帶負電，B帶正電B．兩粒子所帶電荷量大小之比為1：2C．從開始運動到經(jīng)過虛線處電場力做功之比1：4D．減小兩板間距，兩粒子運動到另一極板時的速率也會減小7．如圖所示，AC是長度為L的光滑絕緣桿，桿與水平面的夾角θ為30°。在A的正下方與C等高的B點放有電荷量為+Q的點電荷，桿上端A處套有一質(zhì)量為m帶電荷量為+q可看作質(zhì)點的圓環(huán)。若圓環(huán)從A處由靜止釋放，到達C處時速度大小為v，BM與AC垂直，∠CBN=30°，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．圓環(huán)向下一直做勻加速運動 B．圓環(huán)在M點時的加速度大小為gC．NC間的電勢差為mv2?gL2q 8．如圖甲所示一足夠長的絕緣豎直桿固定在地面上，帶電荷量為0.01C、質(zhì)量為0.1kg的圓環(huán)套在桿上，整個裝置處于水平方向的電場中，電場強度E隨時間t變化的圖像如圖乙所示，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，t=0時，環(huán)靜止釋放，環(huán)所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，g=10m/sA．環(huán)先做加速運動再做勻速運動B．0~2s內(nèi)環(huán)的位移小于2.5mC．環(huán)的最大速度大小為15m/sD．環(huán)的最大動能為20J9．如圖所示為陰極射線管的示意圖，當M1、M2兩極不加電壓時，電子束經(jīng)電場加速后打到熒屏中央A．當M1、M2兩極加電壓時，亮斑出現(xiàn)在O點下方，則可判斷極板B．當M1、MC．如果發(fā)現(xiàn)電子在熒屏上的亮斑向上移動，則可判斷M1、MD．當M1、M10．如圖所示。平行金屬板A，B水平放置。兩板帶有等量異種電荷，兩板間形成的勻強電場方向豎直向下。現(xiàn)將一帶電粒子沿水平方向從A板左側(cè)靠近A板射入電場中。當粒子射入速度大小為v1時，粒子沿軌跡Ⅰ從兩板正中間飛出；當粒子射入速度大小為vA．vB．粒子沿軌跡Ⅰ運動時的加速度是沿軌跡Ⅱ運動時的2倍C．粒子沿軌跡Ⅱ運動時的電勢能變化量是沿軌跡Ⅰ運動時的2倍D．粒子沿軌跡Ⅱ運動時的速度偏轉(zhuǎn)角