幻灯片 1第 一 课 时
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幻灯片 2一、电场中的带电体一般可分为两类：
1、带电粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子
所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的
暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确
的暗示以外，一般都考虑重力。
第六节 示波器的奥秘
引入：要了解示波器的奥秘，我们首先要掌握带电粒子在电场中的运动规律。
二、带电粒子在匀强电场中运动规律：
受到恒定的电场力做匀变速运动。
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幻灯片 31、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：相同粒子加速后的速度只与加速电压有关
1、带电粒子在匀强电场中的加速：
问题：两平行金属板间电压为U，板间距离为d，有一正电荷q、质量m的带电粒子
从正极板处，由静止开始向负极运动，你能求出粒子到负极板时的速度吗？
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幻灯片 4例题：如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q
板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下
列叙述正确的是( )
A.两板间距越大，加速的时间越长
B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大
C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关
D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关
AC
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幻灯片 52、带电粒子在匀强电场中的偏转：
问题：两平行金属板水平放置,极板长度为L，板间距离为d，板间电压为U。有一
质量为m、电荷量为q的带电粒子以水平速度v0进入板间的匀强电场。你能
求出粒子穿出电场时在竖直方向上的位移y和偏转的角度θ吗？
1.受力分析：粒子受到竖直向下的
静电力F＝Eq=qU/d。
2.运动规律分析:粒子作类平抛运动。
粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动
粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动
θ
粒子的加速度：
由水平分运动求时间：
由竖直分运动求偏转位移：
由速度分解求偏转角度：
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幻灯片 6※ 讨论1：不同的带电粒子经过同一偏转电场的偏转位移
结论：
②若以相同的动能射入
①若以相同的速度射入
则y∝q/m
则y∝q
※ 讨论2：带电粒子的偏角与偏转位移的关系：
结论：上式说明粒子穿出电场的末速
度的反向延长线与初速度延长线
交点恰好在水平位移的中点。
※ 讨论3：带电粒子穿越电场过程的动能增量
ΔEk=qEy
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幻灯片 73、带电粒子在匀强电场中的加速和偏转：
问题：有一负电荷q、质量m的带电粒子先经过加速电场U1，再经过偏转电场U2，
你能求出粒子穿出偏转电场时在竖直方向上的位移y和偏转的角度θ吗？
结论：不同的带电粒子若经相同
的加速电压U1后射入相同的
偏转电场U2，则y及θ与q、
m无关,随U2的增大而增大，
随U1的增大而减小。
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幻灯片 8思考题:让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同
一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，
在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，
它们是否会分为三股？请说明理由。
答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。
即粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。
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幻灯片 91、下列粒子由静止经加速电压
为U的电场加速后， 哪种粒子动能最大 （ ）
哪种粒子速度最大 （ ）
A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核
强化练习
与电量成正比
与比荷平方根成正比
D
B
e/m
1840e/m
e/2m
2e/4m
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幻灯片 102、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的质子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足要求的是（ ） A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍
M
N
U
d
v与电压平方根成正比
B
强化练习
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幻灯片 113、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）
q为负
强化练习
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幻灯片 124、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是
A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
√
√
√
强化练习
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幻灯片 135、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为 ，侧移之比为 。
与电量成正比
与电量成正比
2:1
2:1
强化练习
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幻灯片 146、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ）
A、 b和c同时飞离电场
B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
C、进入电场时，c速度最大，a速度最小
D、c的动能增量最小，
a和b的动能增量一样大
强化练习
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幻灯片 15析与解
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幻灯片 166、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（ ）
A、 b和c同时飞离电场
B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
C、进入电场时，c速度最大，a速度最小
D、c的动能增量最小，
a和b的动能增量一样大
√
√
强化练习
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幻灯片 177、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是 （ ）
A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大
C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小
强化练习
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幻灯片 18析与解
对加速过程由动能定理：
对偏转过程由偏转角正切公式：
与粒子的电量q、质量m无关
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幻灯片 198、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）
A、侧移相同
B、偏转角相同
C、到达屏上同一点
D、到达屏上不同点
与粒子的电量q、质量m无关
强化练习
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幻灯片 209、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。
θ
x
强化练习
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幻灯片 2110、如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L， A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
强化练习
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幻灯片 22析与解
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：
θ
对加速过程由动能定理：
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幻灯片 2311、质量为1×10-25kg、电量为1×10-16C的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当AB间电压在 范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
v0
+ + + + +
- - - - -
强化练习
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幻灯片 24v0
+ + + + +
- - - - -
θ
析与解
对偏转过程由偏转角正切公式：
或对偏转过程由侧移公式：
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幻灯片 2512、在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放，已知质子和α粒子的电性相同，带电量之比为1:2，质量之比为1:4，则到达B点时，它们的速度大小之比为多少？
解：质子和α粒子从A到B运动过程中，分别应用动能定理得
联立①②两式可解出它们到达B点时的速度大小之比为
·
·
强化练习
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幻灯片 2613、A板的电势UA＝0，B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。则 ( ) A.若电子是在t＝0时刻进入的，它将一直向B板运动 B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上 C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上
D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动
AB
强化练习
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幻灯片 2714、在平行金属板A、B之间加如图所示的交变电压，其频率为f，t=0时刻A板处有一个质量为m、电量为q的正离子从静止开始向B板运动，重力忽略不计，求：为使离子到B板时的速度最大，A、B之间的距离d应满足什么条件？
解：要使正离子到达B板的速度最大，需要正离子在电场中始终做加速运动，应满足
因此AB之间的距离应满足
强化练习
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幻灯片 28 15、电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,入射方向跟极板平行.整个装置处在真空中,重力可忽略.在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是( )
A．U1变大、U2变大
B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小
D．U1变小、U2变小
B
强化练习
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幻灯片 2916、如图是一个说明示波管工作的部分原理图，电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏移量为h，两平行板间距为d，电压为U，板长为L，每单位电压引起的偏移量（h/U）叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用的办法是（ ） A.增加两极板间的电势差U
B.尽可能缩短板长L
C.尽可能减小板间距d
D.使电子的入射速度v0大些
C
先找到物理量表达式
先看常量后看变量
先定性判断后定量计算
强化练习
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幻灯片 3017、带电粒子射入两块平行极板间的匀强电场中，入射方向跟极板平行，重力忽略.若初动能为Ek，则离开电场时的动能为2Ek，如果初速度增为原来的2倍，则离开电场时的动能为（ ）
A.3Ek B.4Ek C.17Ek/4 D.9Ek/2
C
过程一:
过程二:
解：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动
联立②④两式可得
联立①③⑤式可得
强化练习
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幻灯片 31 18、水平放置的两块平行金属板长l =5cm，两板间距d=1cm，两板间电压为U=90V，且上板带正电，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，从两板中央射入，求：
（1）电子偏离金属板的侧位移是多少？
（2）电子飞出电场时的
速度是多少？
（3）电子离开电场后，
打在屏上的P点，
若s=10cm，求
OP的长．
o´
（1）0.49cm，（2）2.04×107m/s，（3）0.025m
A
B
强化练习
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幻灯片 32思考：
1、上题中YOP与偏转电压
UAB的关系？
2、若UAB按如图规律变化
P点如何移动？
3、若UAB按如图规律变化
P点如何移动？
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幻灯片 33第 二 课 时
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幻灯片 34三、示波器的原理
1、示波器作用：是一种用来观察电信号随时间变化的电
子仪器。
2、它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。
3、基本原理：带电粒子在电场力的作用下加速和偏转，
屏幕上的亮线是由电子束高速撞击荧光屏产生的。
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幻灯片 35----
幻灯片 36如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？
X
Y
O
A
B
O
C
t1
D
E
F
t2
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幻灯片 371、如图所示的示波管，如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
强化练习
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幻灯片 381、如图所示的示波管，如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
X
Y
O
0
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