5探究电子束在示波管中的运动学习目标知识脉络1
了解示波器的构造.2
学会探究电子束在偏转电极中的偏转,并观察带电油滴在匀强电场中的偏转.3
掌握示波管中电子束加速和偏转的运动规律,会运用力学知识解决带电粒子在电场中的加速和偏转问题.(难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、示波管的构造和原理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(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(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251所示.图2512.工作原理(1)偏转电极不加电压:从电子枪射出的电子将沿直线运动,射到荧光屏中心点形成一个亮斑.(2)仅在XX′(或YY′)加电压:若所加电压稳定,则电子被加速,偏转后射到XX′(或YY′)所在直线上某一点,形成一个亮斑(不在中心),如图252所示.图252(3)示波管实际工作时,竖直偏转板和水平偏转板都加上电压,若两者周期相同,在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图.二、电子束在示波管中的运动规律1.电子束的加速设阴极金属丝释放出的电子初速度为零,则电子从电子枪阳极小孔射出的速度v0,可由动能定理计算.表达式为qU=mv,解得v0=
2.电子束的偏转(1)如图253所示,偏转电极YY′两极间的电场是匀强电场.图253(2)电子在两极间受到一个大小和方向都不变的电场力的作用.电子束垂直进入偏转极板间将做类平抛运动.①电子经过极板的时间t:t=;②垂直于偏转极板方向偏移距离y:y=at2=;③垂直于偏转极板方向的分速度vy:vy=at=;④离开偏转电场时的速度偏转角φ:tanφ==
(3)电子离开偏转电极后的运动①电子离开偏转电极后不再受电场力作用,电子做匀速直线运动.②电子打在荧光屏上发生的偏移y′=
[基础自测]1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”.)(1)