内容正文:
10.5 带电粒子在电场中的运动
第二课时 带电粒子的偏转
第十章 静电场中的能量
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学习目标及任务
1.知道带电粒子垂直于电场线进入匀强电场的特点,并能对偏移距离、偏移角度、离开电场的速度等物理量进行分析与计算。
2.了解示波管的工作原理,体会静电场知识对科学技术的影响。
3.能够从运动和力、功和能的角度分析带电粒子在电场中的偏转问题,通过综合应用牛顿第二定律、动能定理解题的过程,提高科学推理能力.
你认识这种仪器吗?
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
用示波器来观察电信号
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,受到不同的电信号,在电场的作用下,电子打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
为什么带电粒子在电场中运动与示波器显示图像有关呢?
例题1:
有一个带电粒子以水平方向的初速度进入一个竖直方向的匀强电场区域,在离开电场区域时与刚进入时相比较,这个粒子有哪些变化呢?
qE
V0
该粒子的轨迹
是一条抛物线
实验装置
高压静电
发生器
偏转 极板
加速极板
金属箔包裹的泡沫小球
1.给加速极板间加电场,偏转极板间不加电场,观察带电小球的运动
实验操作
2.加速极板间电场不变,偏转极板间加上电场,观察带电小球的运动
3.加速极板间电场不变,偏转极板间加上相反电场,观察带电小球的运动
偏转 极板
加速极板
观察实验
例题2:如图所示,电子由静止开始经加速电场后以速度V0沿平行于板面方向射入竖直方向的偏转电场,AB两板间的电场看做匀强电场。已知极板间的电压U为200V,极板的长度l为6.0cm,两板相距d为2cm,v0为3.0×107m/s。求电子离开偏转电场时沿垂直板面方向的偏移距离Δy、偏转角度θ以及加速电场电压U0。
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第二级
第三级
第四级
第五级
水平方向 l=V0t
水平方向 V0不变
竖直方