新课标高中物理选修3-1课件

D E F AB C A B C
O
O
t1 D E
t2 F
A BC D E F
X
x = K xU x
y = K yU y
Uy
O
T
t
满足什么条件才能得到稳定 正确的波形？ 正确的波形？ T扫=NT 显示出的信号完整波形个数 由什么决定？ 由什么决定？ N
O
Ux
T/2 T 2T
t
课堂小结： 课堂小结：
电子沿Y方 电子沿Y 向向下偏移 向下偏移
y = K yU y
四、示波器的原理
之间不加电压， 3）、如果在电极 YY’之间不加电压，但在 ）、如果在电极 之间不加电压 XX’之间加不变电压，使X的电势比 高，电 之间加不变电压 的电势比X’高 之间加不变电压， 的电势比 子将打在荧光屏的什么位置？ 子将打在荧光屏的什么位置？
t1<t<t2电子沿Y 电子沿Y 方向向下偏，沿 方向向下偏 向下 X方向向里偏 方向向里偏 向里
x = K xU x
y = K yU y
四、示波器的原理
8）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 ）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 如果在YY’之间加如图所示的 同时在XX’之间加不变电压 XX’之间加不变电压， X’的 压，同时在XX’之间加不变电压，使X’的 电势比X 在荧光屏上会看到什么图形？ 电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？
产生高速飞 产生高速飞 高速 行的电子束 行的电子束 锯齿形扫 锯齿形扫 描电压 使电子沿x 使电子沿x 方向偏移 方向偏移
待显示的 待显示的 电压信号
使电子沿Y 使电子沿Y 方向偏移 方向偏移
3.原理 原理
已知： 偏转电极的电压U 板间距d 已知：U1、l、YY‫׳‬偏转电极的电压 2、板间距 、 、 板端到荧光屏的距离L。 板端到荧光屏的距离 。 电子射出偏转电场时的偏向角正切值tanφ及打 求：电子射出偏转电场时的偏向角正切值 及打 到屏上电子的偏移量y‫。׳‬ 到屏上电子的偏移量 。 y' U 2l U 2l y' tan φ = tan φ = = l +L 2dU 1 2dU 1 l + L 2 2
电子沿Y方向向 电子沿Y方向向 上向下偏，沿X 上向下偏 方向向外偏 方向向外偏 向外
x = K xU x
y = K yU y
四、示波器的原理
10）、如果在YY’之间加如图所示的交变 10）、如果在YY’之间加如图所示的交变 ）、如果在YY’之间加如图所示的 XX’之间加锯齿形扫描电压， 电压，同时在XX’之间加锯齿形扫描电压 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？ 在荧光屏上会看到什么图形？ Y
从动力学和运动学角度分析 一、利用电场使带电粒子加速 从做功和能量的角度分析 二、利用电场使带电粒子偏转
粒子在与电场垂直的方向上做
例2：如图所示，在P板附近有一电子由静止开始 ：如图所示， 板附近有一电子由静止开始 板运动， 向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列 板运动 则关于电子在两板间的运动情况， 叙述正确的是： ) 叙述正确的是：( AC A.两板间距越大，加速的时间越长 两板间距越大， 两板间距越大 B.两板间距离越小，加速度就越大， 两板间距离越小， 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 则电子到达 板时的速度就越大 C.电子到达 板时的速度与板间距 电子到达Q板时的速度与板间距 电子到达 离无关， 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 电子的加速度和末速度都与板间 距离无关
y = K yU
t1<t<t2电子沿Y 电子沿Y
y
方向向下偏移 方向向下偏移 向下
四、示波器的原理
7）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 ）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 如果在YY’之间加如图所示的 同时在XX’之间加不变电压 XX’之间加不变电压， 压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电 势比X’ X’高 在荧光屏上会看到什么图形？ 势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
1 qU = mv 2 2 qU v = m
2
粒子加速后的速度只与加速电压有关
思考题
如两极板间不是匀强电场该 用何种方法求解？为什么？ 用何种方法求解？为什么？ 由于电场力做功与场强是 否匀强无关， 否匀强无关，与运动路径也 无关，第二种方法仍适用！ 无关，第二种方法仍适用！
例1
所以
结论： 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 匀强无关，与运动路径也无关， 以在处理电场对带电粒子的加速问 以在处理电场对带电粒子的加速问 加速 题时，一般都是利用动能定理进行 题时，一般都是利用动能定理进行 动能定理 处理。 处理。
tan φ =
qU 2 L mdv
2 0
qU 2 L U 2L LU 2 y = = = 2 2 md v 0 4 dU 1 dU 1
2
2
四、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。
四、示波器的原理
0<t<t1电子沿Y 电子沿Y 方向向上偏，沿 方向向上偏 向上 X方向向里偏 方向向里偏 向里
x = K xU x
y = K yU y
四、示波器的原理
8）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 ）、如果在YY’之间加如图所示的交变电 如果在YY’之间加如图所示的 同时在XX’之间加不变电压 XX’之间加不变电压， 压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电 势比X’ X’高 在荧光屏上会看到什么图形？ 势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
带电粒子在匀强电场中 受力情况： 受力情况：受到恒定的电场力 运动情况： 做匀变速运动 运动情况：
一. 带电粒子在电场中的加速
v0 = 0
E1
vt = ?
用动能定理分析
用牛顿运动定律分析
U （加速电压） 加速电压）
U
1、受力分析: 受力分析:
+ q m F _
水平向右的电场力 F＝Eq=qU/d
例3
三、 加速和偏转一体 _ + + + + + -q m
U1
vy
+
+
yφv0U2 Nhomakorabeav0
- - - - - L
2qU1 v0 = m qU 2 L LU 2 tan φ = = 2 mdv0 dU1
qU 2 L2 U 2 L2 y= = 2 2md v0 4dU1
思 考 -q m 题
-+
U2
U1
y = K yU y
0<t<t1电子沿Y 电子沿Y 方向向上偏移 方向向上偏移 向上
四、示波器的原理
6）、如果在电极XX’之间不加电压，但在 ）、如果在电极XX’之间不加电压， 如果在电极XX’之间不加电压 YY’之间加如图所示的交变电压， 之间加如图所示的交变电压 YY’之间加如图所示的交变电压，在荧光屏 上会看到什么图形？ 上会看到什么图形？
二. 带电粒子在电场中的偏转
+ + + + + + + + +
d
q、 m +
v0
- - - - - - - - - - -
U
l
二. 带电粒子在电场中的偏转
+ + + + + + + + + + +
d
q、 m +
v0 y
+ θ - - - - - - - - - - -
侧移
U F
v0 v
l
vy
偏转角
l y' = ( l + L)U 2 2dU 1 2 = K yU y
偏移量与YY‫׳‬偏 偏 偏移量与 转电极的电压U 转电极的电压 2 成正比
四、示波器的原理
1）、如果在电极XX’之间不加电压，而在 ）、如果在电极XX’之间不加电压， 如果在电极XX’之间不加电压 的电势比Y’ Y’高 YY’之间加不变电压， 之间加不变电压 YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高， 电子将打在荧光屏的什么位置？ 电子将打在荧光屏的什么位置？
x = K xU x
电子沿X方 电子沿X 向向里偏移 向里偏移
四、示波器的原理
之间不加电压， 4）、如果在电极 YY’之间不加电压，但在 ）、如果在电极 之间不加电压 XX’之间加不变电压，使X’的电势比 高，电 之间加不变电压 的电势比X高 之间加不变电压， 的电势比 子将打在荧光屏的什么位置？ 子将打在荧光屏的什么位置？
d 带电粒子的加速
2、运动分析: 初速度为零 ， 加速度 运动分析: 初速度为零， 为 a=qU/md的向右匀 a=qU/md 的向右匀 的向右 加速直线运动。 加速直线运动。 解法二 运用能量知识求解
解法一 运用运动学知识求解
qU 2qU v = 2ad = 2 d = md m
2
v =
2 qU m
vy
+ + + + + +
v0
φ y
v0
- - -L- - -
让一价氢离子、 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， 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？ 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。 过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。 答案： 答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相 二价氦离子电荷量最大， 同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动 能最大。 能最大。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。 场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。