學(xué)習(xí)內(nèi)容1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動
學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解示波管的工作原理，體會靜電場知識對科學(xué)技術(shù)的影響。
2．會處理較簡單的帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動與偏轉(zhuǎn)問題，培養(yǎng)自己獨(dú)立分析、解決問題的能力。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動與偏轉(zhuǎn)問題
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識鏈接1．帶電粒子在電場中的加速問題處理方法
2．帶電粒子垂直電場方向進(jìn)入電場中運(yùn)動特點(diǎn)及處理方法。
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
一、示波管的原理
1、構(gòu)造
示波管是示波器的核心部，外部是一個抽成真空的玻璃殼，內(nèi)部主要由 （發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成）、 （由一對X偏轉(zhuǎn)電極板和一對Y偏轉(zhuǎn)電極板組成）和 組成。
2、原理
(1) 掃描電壓：XX 偏轉(zhuǎn)電極接入的是由儀器自身產(chǎn)生的鋸齒型電壓。
(2) 燈絲被電加熱后，出現(xiàn)電子發(fā)射，發(fā)射出的電子經(jīng)過加速電場加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，如Y偏轉(zhuǎn)極板上加一個 電壓，在X偏轉(zhuǎn)極板上加一 電壓，在熒光屏上就會出現(xiàn)按Y偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖像。
二、帶電粒子能否飛出偏轉(zhuǎn)電場的條及求解方法
帶電粒子能否飛出電場，關(guān)健看帶電粒子在電場中的側(cè)移量y，如質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子沿中線以v0垂直射入板長為l、板間距離為d的勻強(qiáng)電場中，要使粒子飛出電場，則應(yīng)滿足：t= 時，y< ；若當(dāng)t= 時,y> ，則粒子打在板上，不能飛出電場。
三、帶電粒子在電場和重力場的復(fù)合場中運(yùn)動分析方法。
帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題。研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)相同，它同樣遵循：運(yùn)動的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動定律、動能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律。研究時主要有以下兩種方法：
1．力和運(yùn)動的關(guān)系分析法。根據(jù)帶電粒子受到電場力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等。這種方法適用于恒力作用下的勻變速運(yùn)動的情況。分析時具體有以下兩種方法：
⑴正交分解法或化曲為直法
⑵“等效重力”法。
3．功能關(guān)系分析法（使用動能定理、能量守恒定律解題）
【例題與習(xí)題】
1．一束電子流在經(jīng)u=5000 V的加速電壓加速后在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場，如圖所示．若兩板間距d=1.0 cm，板長f=5．0 cm，那么要使電子能從平行板飛出，兩個極板上最大能加多大電壓?
（1）要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上，加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的最大偏轉(zhuǎn)電壓U不能超過多大？
（2）若在偏轉(zhuǎn)電極上加U=40sin100πtV的交變電壓，在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀測到多長的線段？
3．（2008全國）一平行板電容器的兩個極板水平放置，兩極板間有一帶電荷量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動時所受的阻力的大小與其速率成正比。若兩極板間的電壓為零，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U時，經(jīng)一段時間后，油滴以速率v勻速上升；若兩極板間電壓為-U，油滴做勻速運(yùn)動時速度的大小、方向是（ ）
A．2v向下 B．2v向上
C．3v向下 D．3v向上
達(dá)標(biāo)檢測1．如圖所示是一個說明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢差為U2，板長為L為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量h/U2)，可采用的方法是 ( )
A．增大兩板間的電勢差以
B．盡可能使板長￡短些
C．盡可能使板間距離d小一些
D．使加速電壓以升高一些
2 如圖所示，用細(xì)線拴著一帶負(fù)電的小球在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，且電場力大于重力，則下列說法正確的是 ( )
A．當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)A時，細(xì)線張力一定最大
B．當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B時，細(xì)線張力一定最大
C．當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B時，小球的線速度一定最大
D．當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)B時，小球的電勢能一定最大
3. 如圖所示，A、B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓u，A板的電勢φA=0，B板的電勢φB隨時間的變化規(guī)律如圖所示�，F(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，設(shè)電子的初速度和重力的影響可忽略．則 ( )
A．若電子是在t=O時刻進(jìn)入的，它將一直向B板運(yùn)動
B.若電子是在t=1/8T時刻進(jìn)入的，它可能時而向B板運(yùn)動，時而向A板運(yùn)動，最后打在B板上
c.若電子是在3/8T時刻進(jìn)入的，它可能時而向B板運(yùn)動，時而向A板運(yùn)動，最后打在B板上
D．若電子是在t=1/2時刻進(jìn)入的，它可能時而向B板運(yùn)動，時而向A板運(yùn)動
4．如圖所示，平行板電容器兩極板間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，且?guī)д姷臉O板接地，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力)從x軸上坐標(biāo)為x。處由靜止釋放．
(1)求該粒子在x0處的電勢能EP．
(2)試從牛頓第二定律出發(fā)，證明該帶電粒子在極板問運(yùn)動過程中，其動能與電勢能之和保持不變．
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoyi/46386.html
相關(guān)閱讀：電場力做功與電勢能