带电粒子在电场中的运动（第02课时）（高中物理教学课件）完整版2

05.带电粒子在电场中的运动二图片区一.示波器原理一.示波器原理1．示波器是一种观察电信号随时间变化的仪器．2．示波器的核心部件是示波管，由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，如图所示．3．工作原理:①如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子沿着直线运动，打在荧光屏的中心，在那里产生一个亮斑.②YY′上加的是待显示的信号电压，XX′上是机器内部产生的锯齿形电压，叫做扫描电压.若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内变化的稳定图象.一.示波器原理例1．图示为示波管构造的示意图，现在x-x’加上uxx’-t信号，y-y’上加上uyy’-t信号，如图甲、乙所示．则在屏幕看到的图形是（）D1.若初速度为零，加速电压为U：2.若初速度为v0，加速电压为U：3.若初速度为零，匀强电场为E，加速距离为d：4.若初速度为v0，匀强电场为E，加速距离为d：知识回顾：带电粒子的加速例2.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射入，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝L，则此电子在O点具有的速度多大？若两板间距足够大，粒子带正电，试分析以下时刻静止释放的带电粒子在电场中的运动情况0时刻进入：T/4时刻进入：T/8时刻进入：3T/8时刻进入：T/2时刻进入……AB单向直线运动往复运动往复向前运动往复向后运动二.交变场问题1例3.如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变化的规律如图乙所示．电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是(

)A．从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B．从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C．从t＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D．从t＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上AC知识回顾：带电粒子的偏转：v0AB若两板间距足够大，粒子带正电，试分析以下时刻以v0射入电场的粒子在电场中的运动情况0时刻进入、T/4时刻进入、T/8时刻进入、3T/8时刻进入、3T/4时刻进入……三.交变场问题2例4.如图甲所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L，两板上加上恒定电压后，板间可视为匀强电场．在t＝0时，将图乙中所示的交变电压加在两板上，这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场．若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计)，求：(1)两板上所加交变电压的频率f应满足什么条件；(2)该交变电压U0的取值范围是什么．解：(1)若要粒子平行极板飞出，vy应该等于0，即整数周期末时刻飞出，由等时性：t=L/v0=nT，T=1/f，故f＝nv0/L(n＝1,2,3…)例4.如图甲所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属板板长为L，两板上加上恒定电压后，板间可视为匀强电场．在t＝0时，将图乙中所示的交变电压加在两板上，这时恰有一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场．若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出(粒子重力不计)，求：(1)两板上所加交变电压的频率f应满足什么条件；(2)该交变电压U0的取值范围是什么．解：(2)若要能飞出极板，侧移y≤d/2例5.两平行金属板之间存在匀强电场，一带电粒子以初动能Ek沿垂直电场线方向飞入，飞离电场时动能为2Ek.若同一带电粒子初速度增加1倍，那么，它飞出电场时动能是多少？v0yy′例6.如图所示，三个分别带正电、带负电和不带电的质量相同的颗粒从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在正极板上的a、b、c三点处。下列判断正确的是（）A．落在a点的颗粒带正电，落在b点的颗粒不带电，落在c点的颗粒带负电B．落在a点的颗粒带负电，落在b点的颗粒不带电，落在c点的颗粒带正电C．落在a点的颗粒不带电，落在b点的颗粒带负电，落在c点的颗粒带正电D．落在a点的颗粒带负电，落在b点的颗粒带正电，落在c点的颗粒不带电B知识回顾：先加速后偏转例7.一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距离d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，则偏转极板上最大能加多大的电压？例8.如图为示波器原理的示意图，平行板间电压为U，间距为d板长为