重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第11讲 带电粒子在电场中的运动教学案 新人教版选修3-1

重庆市万州区分水中学高中物理 第一章 第 11 讲 带电粒子在电场中的运动教学案 新人教版选修 3-1[目标定位] 1.会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题.2.知道示波管的主要构造和工作原理．一、带电粒子的加速1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力(重力)的作用，但万有引力(重力)一般远小于静电力，可以忽略．图 11112．带电粒子加速问题的处理方法：利用动能定理分析．如图 1111 所示初速度为零，质量为 m、带电量为 q 的带电粒子，经过电势差为 U 的电场加速后，求其到达负极板的速度．可根据 qU＝mv2，得 v＝ .想一想 上述问题中如果两极板是其他形状，中间电场不再均匀，上面的结果是否仍然适用？为什么？ 答案 仍然适用，因为电场力做功公式 W＝qU 对任意电场都适用．二、带电粒子的偏转以质量为 m 电量为 q 的粒子，初速度 v0垂直于电场方向进入两平行板间场强为 E 匀强电场，板间距离为 d ，两板间电势差为 U，板长为 l.1．运动性质 (1)沿初速度方向：初速度为 v0 的匀速直线运动．(2)沿电场力方向：初速度为零，加速度为 a＝＝的匀加速直线运动．2．运动规律(1)偏转距离：因为时间 t＝，a＝，所以 y＝at2＝()2.(2)偏转角度：因为 v⊥ ＝at＝，所以 tan θ＝＝.想一想 对带电粒子在电场中的偏转问题能否选择动能定理求解？ 答案 能，但只能求出速度大小，不能求出速度方向，涉及到方向问题，必须采用把运动分解的方法．三、示波管的原理1．构造：示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(是由一对 X 偏转电极板和一对 Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图 1112 所示．12．原理(1)扫描电压：XX′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．(2)灯丝被电源加热后，发射热电子，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在 Y 偏转板上加一个信号电压，在 X 偏转板上加一周期相同的扫描电压，在荧光屏上就会出现按 Y 偏转电压规律变化的可视图象．想一想 示波管荧光屏上的亮线是怎样产生的？所加的扫描电压和信号电压的周期要满足什么条件才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象？答案 电子打在荧光屏上将出现一个亮点，若电子打在荧光屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到...