示波器的工作原理.ppt

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1、、动力学方法：、动力学方法：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速 A AB BU Ud dE E+F Fv由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa mqEmdqU由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2mqU2mqUv2初速度初速度不不为零为零呢？呢？只适用于只适用于匀强电场匀强电场2 2、动能定理：、动能定理：A AB BU Ud dE E+v由动能定理：由动能定理：0212mvWqUW 又221mvqU mqUv2也适用于也适用于非非匀强电场匀强电场一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+

2、-+Uv0q、m二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022类平抛运动类平抛运动二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl00tanvvydmvqUl20类平抛运动类平抛运动下列粒子由静止经加速电压为下列粒子由静止经加速电压为U U的电场的电场加加速后，哪种粒子动能最大速后，哪种粒子动能最大 （）哪种粒子速度最大哪种粒子速度最

3、大 （）A A、质子、质子 B B、电子、电子C C、氘核、氘核 DD、氦核、氦核 mqUv2qUmvEk221与与电量电量成正比成正比与与比荷平方比荷平方根根成正比成正比DB2 2、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（则它们（）A A、侧移相同、侧移相同 B B、偏转角相同、偏转角相同 C C、到达屏上同一点、到达屏上同一点 DD、到达屏上不同点、到达屏上不同点与粒子的与粒子的电量电量q、质量质量m无关无

4、关ABC dUlU122tan dUlUy1224 如图所示，如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为平行金属板，质量为m、电量为、电量为+q的带电粒子，的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电间电压为压为U时，粒子到达时，粒子到达N板的速度为板的速度为v，如果要使这，如果要使这个带电粒子到达个带电粒子到达N板的速度为板的速度为2v，则下述方法能，则下述方法能满足要求的是（满足要求的是（）A、使、使M、N间电压增加为间电压增加为2U B、使、使M、N间电压增加为间电压增加为4U C、使、使M、N间电压不变，

5、距离减半间电压不变，距离减半 D、使、使M、N间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 MMN NU Ud d+mqUv2v与与电压平方电压平方根根成正比成正比B如图如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为属板，质量为m电量为电量为-q的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度V0由小孔进入电场，当由小孔进入电场，当M、N间电压为间电压为U时，粒时，粒子刚好能到达子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够板，如果要使这个带电粒子能够到达到达M、N两板间距的两板间距的1/2处返回，则下述方法能处返回，则下述方法能满足要求的是（满足要求的是（）A、使初速度减

6、半、使初速度减半B、使、使M、N间电压加倍间电压加倍C、使、使M、N间电压提高间电压提高4倍倍D、使初速度和、使初速度和M、N间电压都加倍间电压都加倍MMN NU Ud d-v0qUmv2021dEdU BdmvqUl20tan偏转角正切与偏转角正切与比荷成正比比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初动能成反比初动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电压成正比电压成正比ABD6、初速度为、初速度为2107m/s的电子沿平行金属板的电子沿平行金属板间的中心线射入板中，板长为间的中心线射入板中，板长为30cm，相距为，相距为4cm，在两板间加上如图所示的，在两板间加上如图所示的正弦交变电正弦交变电压压。已

7、知电子的质量为。已知电子的质量为910-31Kg，电量为，电量为1.610-19C，不计电子重力，求：要使所有，不计电子重力，求：要使所有的电子都能离开电场，图中电压的最大值的电子都能离开电场，图中电压的最大值U0需满足什么条件？需满足什么条件？可认为在可认为在t t时间时间内内电场电场不变不变设电子在两板间的运动时间为设电子在两板间的运动时间为tsvlt80105.1st02.0设电子在偏转电压为设电子在偏转电压为U U0 0时进入板间时进入板间222020ddmvleUy22200eldmvU V40析与解析与解 带电粒子在带电粒子在交变电场交变电场中的运动中的运动 在两个相互平行的金属板

8、间加在两个相互平行的金属板间加交变电压交变电压时，在时，在两板间便可获得两板间便可获得交变电场交变电场。此类电场从空间看是匀。此类电场从空间看是匀强电场，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度强电场，即同一时刻，电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同；从时间上看是变化的，即电的大小、方向都相同；从时间上看是变化的，即电场强度的大小、方向都可随时间变化。场强度的大小、方向都可随时间变化。研究带电粒子在这种交变电场中的运动，研究带电粒子在这种交变电场中的运动，关键是根关键是根据电场变化的特点，正确地判断粒子的运动情况。据电场变化的特点，正确地判断粒子的运动情况。当带电粒子通过电场的时间远远小于电

9、场变化当带电粒子通过电场的时间远远小于电场变化的周期时，可认为电场强度的大小、方向都不变。的周期时，可认为电场强度的大小、方向都不变。小小 结结三、示波管的原理三、示波管的原理产生产生高速高速飞飞行的行的电子束电子束待显示待显示的的电压信号电压信号锯齿形锯齿形扫扫描电压描电压使电子沿使电子沿Y Y方向方向偏移偏移使电子沿使电子沿X方向方向偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比Y Y高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子

10、沿Y Y方方向向向上向上偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，而在之间不加电压，而在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比Y Y高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿Y Y方方向向向下向下偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比Y Y高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压

11、，但在之间不加电压，但在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比X X高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向里向里偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理1 1、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加之间加不变电压不变电压，使，使Y Y的电势比的电势比Y Y高，电子高，电子将打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？如果在电极如果在电极 YYYY之间不加电压，但在之间不加电压，但在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比X X高，电子高，电子将

12、打在荧光屏的什么位置？将打在荧光屏的什么位置？电子沿电子沿X X方方向向向外向外偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏上会，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理2 2、如果在电极、如果在电极XXXX之间不加电压，但在之间不加电压，但在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，在荧光屏上会，在荧光屏上会看到什么图形？看到什么图形？t t1 1tt

13、tt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏移偏移三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时在同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比X X高高，在荧光屏上会看到什么图形？在荧光屏上会看到什么图形？0tt0tt1 1电子沿电子沿Y Y方向方向向上向上偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时在同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比X X高，在荧

14、光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？t t1 1tttt2 2电子沿电子沿Y Y方向方向向下向下偏，沿偏，沿X X方向方向向里向里偏偏三、示波管的原理三、示波管的原理3 3、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同时在同时在XXXX之间加之间加不变电压不变电压，使，使X X的电势比的电势比X X高，在荧光屏上会看到什么图形？高，在荧光屏上会看到什么图形？电子沿电子沿Y Y方向方向向向上向下上向下偏，沿偏，沿X X方向方向向外向外偏偏三、示波管的原理三、示波管的原理4 4、如果在、如果在YYYY之间加如图所示的之间加如图所示的交变电压交变电压，同

15、时在同时在XXXX之间加之间加锯齿形扫描电压锯齿形扫描电压，在荧光，在荧光屏上会看到什么图形？屏上会看到什么图形？XYOA B CD E FA B CD E FABOCt1DEFt2例例1 1、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YYYY之间加如图之间加如图所示的所示的交变电压交变电压，同时在，同时在XXXX之间加如图所示的之间加如图所示的锯锯齿形电压齿形电压，使，使X X的电势比的电势比X X高，在荧光屏上会看到高，在荧光屏上会看到什么图形？什么图形？UxtOt1t2例例1、如图所示的示波管，如果在、如图所示的示波管，如果在YY之间加如图之间加如图所示的所示的交变电压交变电压，

16、同时在，同时在XX之间加如图所示的之间加如图所示的锯锯齿形电压齿形电压，使，使X的电势比的电势比X高，在荧光屏上会看到高，在荧光屏上会看到什么图形？什么图形？UxtOt1t2XYO0tt0tt1 1t t1 1tttt2 2例例2、真空室中电极、真空室中电极K发出电子（初速不计），经过发出电子（初速不计），经过电压为电压为U1的加速电场后，由小孔的加速电场后，由小孔S沿水平金属板沿水平金属板A、B间的中心线射入板中，板长间的中心线射入板中，板长L，相距为，相距为d，在两板，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B板的电势高于板的电势高于A板的电势，已知电子的质量为板的电势，已知电子的质量为m，带电量为带电量为e，不计电子重力，求：，不计电子重力，求：（1）电子进入）电子进入AB板时的初速度；板时的初速度；（2）要使所有的电子都能离开）要使所有的电子都能离开AB板，图乙中电压板，图乙中电压的最大值的最大值U0需满足什么条件？需满足什么条件？（3）在荧光屏上会看到什么图形？）在荧光屏上会看到什么图形？设电子进入设电子进入ABAB板时的