高中物理3-1第六节 示波器的奥秘.ppt

教室的电源是直流电源,还是还是交流电源？可以用什,么仪器来显示它的电压随时间,变化的情况？,示波器的面板,本节学习任务,1.,了解示波器的用途和基本工作原理,;,2.,能综合运用力学知识和电场知识研究带电粒 子在电场中加速、偏转等典型问题,;,3.,了解示波管的构造,理解示波管的工作原理,.,第六节,示波器的奥秘,一、示波器的用途,显示电压随时间变化的情况。,力、光、温度等的变化可以通过传,感器转化为电压的变化，然后用示,波器来研究。,二、示波器的基本工作原理,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。,三、带电粒子的加速,如图所示，两平行金属板间的电压为,U,，板间是一个匀强电场。设有电量为,+q,、质量为,m,的带电粒子从正极板处由静止开始向负极板运动（忽略重力的作用）,分析带电粒子受力情况和运动情况；推导出带电粒子到达负极板的速度。,解法一运用,牛顿第二定律和匀变速直线,运动,的,知识求解,解法二运用动能定理求解,哪种方法更好？,总结：,1,、,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。,2,、关于带电粒子受重力是否忽略的问题。,基本粒子：如电子、质子、,粒子、离子等，一般可以忽略。,带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略。,【,例题,1】,下列粒子从初速度为零的状态，经过电压为,U,的电场后那种粒子的速度最大？,A.,质子,B.,氘核,C.,粒子,D.,钠离子,四、带电粒子在电场中的偏转,两平行导体板水平放置，极板长度为,l,板间距离为,d,板间的电压为,U,有 一质量为,m,、电荷量为,+q,的带电粒子以水平速度,进入板间的匀强电场。,(,不考虑重力）,1,、分析粒子的受力和运动情况，将其运动分解。,2,、求：,(1),粒子通过偏转电场所用时间,t,；（,2,）时间,t,内的竖直位移,y,；（,3,）,粒子在时间,t,内的竖直速度,Vy,;,(4),粒子的偏转角。,四,.,带电粒子在电场中的偏转,带电粒子在电场中作,类平抛运动,时 间：,加速度：,把其运动可分解为：,水平方向的匀速直线运动,竖直方向的匀加速运动,电场方向的位移：,电场方向的速度：,出电场时的方向：,【,例题,2】,让质子、氘核的混合物沿着与电场垂直的方向进入同一匀强电场，要使它们最后的偏转角相同，这些粒子必须是：,A.,具有相同的初速度,B.,具有相同的初动能,C.,具有相同的质量,D.,经同一电场由静止加速,【,答案,】,B D,【,例题,3】,例题：如图所示，一个质量为,m,、,带电量为,q,的粒子，由静止开始，先经过电压为,U,1,的电场加速后，再垂直于场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中。两金属板板长为,l,，,间距为,d,，,板间电压为,U,2,。,求粒子射出两金属板间时偏转的距离,y和偏转的角度,。,分析,:,这个例题包含有加速和偏转两个物理过程加速过程使粒子获得速度,v,0,，,由动能定理,偏转过程经历的时间,偏转过程加速度,所以偏转的距离,偏转的角度,讨论：,（,1,）偏转的距离,y,和偏转的角度,都仅由加速电,场和偏转电场的情况决定，与带电粒子的电量、,质量无关。,（,2,）要增大偏转的距离,y,和偏转的角度,，,可采,取的措施有：减少加速电压,U1,或增大偏转电压,U2,等。,示波器就是根据这一原理制成的。,五、示波管的工作原理,1,、怎样使阴极发射出电子？,2,、控制极与阴极之间的电场是什么方向？电子从阴极到控制极是加速还是减速？如果要减少单位时间内通过控制极的电子数，该采取什么措施？,3,、控制极与第一阳极间、第一阳极与第二阳极间、第二阳极与第三阳极间电场方向如何？电子从控制极到第三阳极是加速还是减速？,4,、竖直偏转电极和水平偏电极分别有什么作用？如果它们的电压都为,0,，在荧光屏上可看到什么现象？,5,、如果水平偏转电极两端电压为,0,，在竖直偏转电极加正弦式交变电压，在荧光屏上可看到什么现象？,6,、如果竖直偏转电极两端电压为,0,，水平偏转电极两端由机内提供扫描电压，在荧光屏上可看到什么现象？,7,、简述示波器的工作原理。,示波器是一种阴极射线管。灯丝通电后给阴极加热，使,阴极发射电子。电子经阳极和阴极间的电场加速聚焦后形,成一很细的电子束射出，电子打在管底的荧光屏上，形成为,一个小亮斑。亮斑在荧光屏上的位置可以通过调节竖直,偏转极与水平偏转极上的电压大小来控制。如果加在竖直板,上的电压是随时间正弦变化的信号，并在水平偏转板加上适,当的偏转电压，荧光屏上就会显示一条正弦曲线,原理,小结,1,、带电粒子的加速,方法一：根据动力学和运动学方法求解（只适用匀强电场）,方法二：根据动能定理求解（任何情况均可适用）,2,、带电粒子的偏转（类似于平抛运动）,（,1,）带电粒子在电场中偏转的分解,（,2,）带电粒子飞出电场的时间：,（,3,）带电粒子离开电场时速度的大小,（,4,）带电粒子离开电场时的偏角,（,5,）带电粒子离开电场时偏转的侧位移,y,3,、,示波器的原理,