人教版 (2019)必修 第三册第十章 静电场中的能量5 带电粒子在电场中的运动优质课课件ppt

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若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生偏转。
偏转电极的不同放置方式
是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器。
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。
2.它的核心部件是示波管：
利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线。
电子使荧光物质受激而发光
如果在偏转电极XX’之间和偏转电极YY’之间都没有加电压电子束从电子枪射出后做什么运动？打在荧光屏上什么位置？
电子做匀速直线运动。打在荧光屏的正中央
2、如果在电极XX’之间不加电压，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高(Y正Y’负)，电子将打在荧光屏的什么位置？
3、 如果在电极 YY’之间不加电压，但在XX’之间加不变电压，使X的电势比X’高(X正X’负) ，电子将打在荧光屏的什么位置？
4、 如果在电极XX’之间加不变电压，使X的电势比X ’高(X正X’负)，而在YY’之间加不变电压，使Y的电势比Y’高(Y正Y’负)，电子将打在荧光屏的什么位置？
5、如果在电极XX’之间不加电压，但在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？
Yˊ 随信号电压同步变化，电压变化快，亮斑移动很快，由于视觉暂留和荧光物质的殊光特性，亮斑的移动看起来就成了一条与Y轴重合的竖直亮线。
6、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X的电势比X ’高(X正X’负) ，在荧光屏上会看到什么图形？
看到一条平行于Y轴的亮线
7、如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加不变电压，使X ’的电势比X 高(X ’正X负) ，在荧光屏上会看到什么图形？
8、如果在YY'之间不加电压,而在XX’之间加按图所示的规律随时间变化的电压（锯齿形），在荧光屏会看到什么图形？
由于视觉暂留和荧光物质的殊光特性，形成稳定且水平的亮线
怎样在荧光屏上显示信号电压的正弦波形？
9、如果在 YYˊ 之间加如图所示的交变电压，同时在 XXˊ 之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？
如果信号电压是周期性的，并且扫描电压与信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象。
如图所示的示波管，如果在YY’之间加如图所示的交变电压，同时在XX’之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X’高，在荧光屏上会看到什么图形？
你知道老式的电视机荧光屏后面藏的是什么吗？
电子枪发射出的电子打在荧光屏上，使屏幕发光。要想使整个屏幕发光，电子应做何种运动？根据力与运动的关系，想一想偏转电压应符合什么条件？
『判一判』(1)电子、质子、α粒子等带电粒子在电场中受到的静电力一般远大于重力，因而通常情况下，重力可以忽略不计。 (　　)(2)带电粒子(不计重力)在电场中由静止释放时，一定做匀加速直线运动。(　　)(3)对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律；从做功的角度来看，遵循能量的转化和守恒定律。 (　　)(4)对于带电粒子(不计重力)在电场中的偏转可分解为沿初速度方向的匀速直线和沿电场线方向的自由落体运动。 (　　)(5)示波管偏转电极不加电压时，从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏中心点形成一个亮斑。 (　　)
密立根实验——电子电荷量的测定
密立根并没有直接测量电子的电荷量，而是测定很小的带电油滴所带的电荷量。一个带电的油滴在匀强电场中所受的静电力是一定的。如图1.9-8，设法使油滴带负电，它所受静电力的方向向上。如果油滴刚好悬浮在空中，那么它受到的静电力的大小正好与油滴所受的重力相等，由此可以测定油滴所带的电荷量。
在19世纪末发现电子以后，美国物理学家密立根多年间进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量。
现代实验测出的电子电荷量是e=1.60217733×10-19C
当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，E与大地之间就有几万伏的电势差。由于尖端放电，正电荷被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，F上被感应出异号电荷。由于尖端放电，F上的负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送带失去电荷，而F上剩下了正电荷。由于导体带电电荷只能存在于外表面，所以F上的正电荷立即传到金属壳的外表面。这样，由于传送带的运送，正电荷不断从直流电源传到球壳的外表面，从而在金属壳与大地之间形成高电压。
图1.9-9是起电机部分的示意图。金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针(称做电刷)。
带电粒子在交变电场中的运动
在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板间便可获得交变电场。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。
研究带电粒子在这种交变电场中的运动， 关键是根据电场变化的特点，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场变化的周期时，可认为电场强度的大小、方向都不变。
例. 有一个电子原来静止于平行板电容器的中间，设两板的距离足够大，今在t=0开始在两板间加一个交变电压，使得该电子在开始一段时间内的运动的v—t图线如图甲所示，则该交变电压可能是图乙中的哪些？
2.如图所示，A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放(电子的重力忽略不计).分别在A、B两板间加四种电压，它们的UAB－t图线如下列四图所示. 能使电子到达B板的是( 　　)
【例题】如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：( )
A.两板间距越大，加速的时间越长B.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C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关
【例题】如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.
解：对全过程应用动能定理， 得 mg(h+d)-qUmin=0 解得：Umin=
【例题】如图所示，A、B为平行金属板，两板相距d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两板板间的电压不变，则
A、把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落仍能返回B、把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C、把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落仍能返回D、把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
从P到N的过程中由动能定理得：
当A板下移，从P到N的过程中，同理
质点到N点时，速度刚好为零。
B、把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落