人教版（2019）高二物理必修第三册第十章：10．5带电粒子在电场中的运动——示波管工作原理（共24张PPT）

(共24张PPT)
复习：
1.基本规律和定律：
1） 匀变速运动规律—匀变速直线运动的所有公式；
2）牛顿运动定律——牛顿三大定律；
3）曲线运动的处理方法——运动的合成和分解；
4）动能定理；
5）能量守恒定律;
2 .处理问题的要点：注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质。

一、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索
（1）力和运动的关系——牛顿第二定律
（2）功和能的关系——动能定理
（1）带电粒子（如电子、质子等），在电场中运动时重力远小于电场力，所以一般不计重力，但质量不可忽略。
?（2）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重力不能忽略。
（3）有些情况下，带电体指的是带电微粒，这些带电体的含义不明确，需根据题目所给条件加以分析。如重力与电场力大小相近时，重力不可忽略；若电场力远大于重力，可忽略；也可根据物体的运动性质来判断。
二, 带电粒子在电场中运动的分类
1 匀速直线运动 （平衡问题）
2 匀加速直线运动（加速问题）
3匀加速曲线运动 （偏转问题）
一、带电粒子的加速
如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加速电压为U，有一电量为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）
1、受力分析:
水平向右的电场力
F＝Eq=qU/d
2、运动分析:
初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动
解法一　运用运动学知识求解
解法二　运用动能定理求解
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。
带电粒子在电场中的偏转
问题：如图所示，在真空中放置一对金属板,把两板接到电源上，于是两板间出现匀强电场，现有一个带电粒子以垂直于电场方向的速度射入电场。试分析粒子在电场中的运动情况。
d
U
v0
q、m
F
v
v0
vy
y
θ
偏转角
侧移
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
⒈基本关系
初速度方向
电场线方向
⒉导出关系
侧位移
速度偏角
⒊几个推论
M
M是粒子沿极板方向的中点
对偏移公式的讨论
对于不同的带电粒子
①若以相同的速度射入，则y∝q/m
②若以相同的动能射入，则y∝q
③若经相同电压U0加速后射入，则
y与 q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。
第五节　带电粒子在电场中的运动
示波管的原理
示波管的原理
示波器的原理
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。
核心部件：
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
示波管
电子枪部分：
偏转电极部分：
荧光屏部分：
发射出电子
使电子沿两方向偏转
电子使荧光物质受激而发光
一、示波管的构成
产生高速飞行的电子束
使电子沿Y方向偏移
使电子沿x方向偏移
二、示波管的原理（不变电压）
电子沿Y方向向上偏移
1、若UX=0 ，Uy不变，且Uy >0 (即使Y的电势比Y’高)，电子将打在荧光屏的什么位置？
二、示波管的原理
２、若UX=0 V，Uy不变，且Ｕy<0V (即使Y的电势比Y’低) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿Y方向向下偏移
二、示波管的原理
３若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx>0V (即使X的电势比X’高) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向里偏移
二、示波管的原理
4、若Uy=0 V; Ux不变，且Ｕx<0V (即使X的电势比X’低) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
电子沿X方向向外偏移
三、示波管的原理（变化电压）
电子在两极板间的偏移量和什么有关?
信号电压
示波管的YY’偏转电极上加的是待显示的信号电压
扫描电压
示波管的XX’偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿波电压
若两偏转电极间都不加偏转电压，则电子束将打在荧光屏的中心
电子在y轴方向振动得特别快,在荧光屏上显示出一道竖线
如何在屏上如实显示Uy的波型?
下面来看Ux是如何实现这种功能的
X坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动
满足什么条件才能得到稳定正确的波形？
Uy
t
O
T
T
T扫=NT
显示出的信号完整波形个数由什么决定？
N
电子束除了参与Y轴方向上的振动,同时参与X轴方向的匀速移动,就可以把Y轴方向上的振动横向拉开了.
示波管工作原理总结
示波管的Y电极加上所需显示的信号电压,X电极加上周期和信号电压的周期相同的锯齿形电压,其作用是把电子的在Y轴的振动横向拉开, 屏上即可显示出信号电压的波形