微专题07：示波管工作原理 讲义 - 2026届高考物理一轮复习备考

微专题7：示波管工作原理导学案

             

【预习目标】

1．理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题；

2．知道示波管的构造和基本原理。

【预习自测】

一：带电粒子的加速

两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图2所示，OA＝h，此电子具有的初动能是(　　)

A．      B．edUh      C．      D．

答案　D

方法一：根据动力学和运动学方法求解

 

 

 

(点评：动力学和运动学方法只适用于匀强电场)

方法二：根据动能定理求解

 

 

 

(点评：根据动能定理求解，过程简捷。不仅适用于匀强电场，同样适用于两金属板是其它形状，中间的电场不是匀强电场的情况)

二：带电粒子的偏转

如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y′，板间距离为d，在两板间加以电压U。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子以水平速度v0射入电场中，求：

(1)带电粒子在电场中的运动及运动方程（提示：粒子的运动类似平抛运动。）

 

 

(2)带电粒子飞过电场的时间

 

 

(3)带电粒子离开电场时偏转的侧位移

 

 

(4)带电粒子离开电场时的速度大小

 

 

(5)带电粒子离开电场时的偏角

 

 

(6)带电粒子射出偏转电场后打到荧光屏上的位移

 

 

 

三：示波管的原理

 1．构造及作用

①电子枪                 

②偏转电极

YY＇                              

XX＇                             

③荧光屏                       

2．原理

YY＇的作用：                        

XX＇的作用：                          

当扫描电压和信号电压的周期相同时，荧光屏上将出现稳定的波形。

【总结反思】

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【典型例题】：

【例1】如图所示，电子在电势差为U1的电场中加速后，垂直进入电势差为U2的偏转电场，在满足电子能射出的条件下，下列四种情况中，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

 

【例2】一电子在水平偏转电场中，射入时的速度v0＝3.0×107m/s。两极板的长度L＝6.0cm，相距d＝2cm，极板间的电压U＝200V。求电子射出电场时竖直偏移的距离y和偏转的角度φ。

　　　　

 

 

 

【当堂训练】

1．如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。在板间靠近正极板附近有一带正电荷q的带电粒子，它在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板的速度为多大？

 

      

 

2．质量为、电荷量为的带电粒子以初速沿垂直于电场的方向，进入长为、间距为、电压为的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，如图所示，若不计粒子重力，则可求出如下相关量：

 

（1）粒子穿越电场的时间：

  

 

 

（2）粒子离开电场时的速度：

 

 

 

（3）粒子离开电场时的侧移距离：

   

 

 

 

（4）粒子离开电场时的偏角：

  

 

 

（5）速度方向的反向延长线必过偏转电场的中点

 

【巩固练习】

1．图为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U．电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v．下面的说法中正确的是（    ）