帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)07637課件

帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)武漢市武鋼十六中朱廣林【學(xué)習(xí)目標(biāo)】2.探究示波管的工作原理。通過(guò)實(shí)例分析，探究帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、偏轉(zhuǎn)、勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【探究1】帶電粒子在電場(chǎng)中從靜止開(kāi)始加速，從一個(gè)極板到達(dá)另一個(gè)極板時(shí)的速度如何計(jì)算？(不計(jì)重力)u加速電極ｖ＋－●●ｍ、ｑｑU=－ｍｖ２①12【例１】電子的質(zhì)量為9.1×10-31kg，電量為1.6×10-19C，在電場(chǎng)中從靜止開(kāi)始，經(jīng)180ｖ電壓加速后，試估算電子的速度為多大？分析：根據(jù)動(dòng)能定理：∴ｖ＝√2ｑU/ｍ

ｖ＝√２ｑu/ｍ

解：＝√２×1.6×10-19×180/9.1×10-31ｍ/ｓ≈8×10６ｍ/ｓ為何電子經(jīng)過(guò)區(qū)區(qū)１８０伏電壓加速，速度即達(dá)到八百萬(wàn)米每秒之巨？【思考】電子的比荷(ｑ/ｍ)太大。【探究3】帶電粒子以ｖt速度離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在到達(dá)熒光屏之前作何運(yùn)動(dòng)？在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)距離y‘如何計(jì)算？y’與U有何關(guān)系？θvyvxｖｔ●●●·y‘偏轉(zhuǎn)電極熒光屏ｖ0vvxｔ●●ｔ●●ｙLｘｙoｙ1【分析】粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，由于不受力的作用，作勻速直線運(yùn)動(dòng)。y’＝ｙ＋L·tａｎθ＝（L＋）ｑUｌｌｍｄｖ０２２

ｙ＝∝U

⑤ｑuｌ２２ｍｄｖ０２tanθ＝＝＝∝U⑥vyat

ｑU

ｌ

vxv0ｍｄｖ０２y‘＝ｙ1＝L·tａｎθ⑧y＋ｙ1⑦由⑤⑥⑦⑧得：∝U⑦【偏轉(zhuǎn)規(guī)律】若帶電粒子以一定的初速度垂直場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，則粒子打在熒光屏上的偏移量y‘與偏轉(zhuǎn)電壓Uy成正比，即y’∝Uy●y‘偏轉(zhuǎn)電極L熒光屏●Uy【實(shí)驗(yàn)演示】調(diào)節(jié)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)電壓，其軌跡發(fā)生變化，打在屏幕上的位置也隨之變化。【示波管】因此，通過(guò)改變偏轉(zhuǎn)電壓，就可以改變帶電粒子到達(dá)熒光屏上的位置，從而控制電子的運(yùn)動(dòng)。利用此原理，人們制成了示波管?！綟lash動(dòng)畫(huà)】演示示波管的結(jié)構(gòu)?！咎骄俊刻骄渴静ü艿墓ぷ髟怼U2【猜想2】若在豎直方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？L熒光屏●Uｙ－＋【實(shí)驗(yàn)演示】使帶電粒子的偏轉(zhuǎn)電壓反向，觀察其軌跡。t【猜想3】若在豎直方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UｙL熒光屏●Uｙ【實(shí)驗(yàn)演示】用信號(hào)源給示波器y方向輸入方波信號(hào)，觀察示波器波形。調(diào)節(jié)方波頻率，觀察波形的閃爍情況，并做出解釋。t【猜想4】若在水平方向加上如下所示的電壓，

則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxL熒光屏●Uｙ【實(shí)驗(yàn)演示】用信號(hào)源給示波器x方向輸入方波信號(hào)，觀察示波器波形。t【猜想6】若水平、豎直方向分別加上如下所示的電壓，則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxtUyL熒光屏●Uｙ【實(shí)驗(yàn)演示】用信號(hào)源給示波器y方向輸入鋸齒波信號(hào)，并利用示波器內(nèi)部的掃描電壓，觀察示波器波形?！編缀萎?huà)板演示】t【猜想7】若水平、豎直方向分別加上如下所示的電壓，則電荷打在熒光屏上的位置有何特征？UxtUy＝UmsinωtTTL熒