2014-2015学年高二物理专题课件：第1章第9节第2课时《示波管的原理　带电体在电场中的运动》课件（新人教版选修3-1）.ppt

1、同步导学方案课后强化演练第2课时 示波管的原理 带电体在电场中的运动示波管 1示波管的构造 示波器是可以用来观察电信号随时间变化情况的一种电子仪器，其核心部分是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成(如图所示)，管内抽成真空教 材 要 点 解 读对应学生用书P36 各部分作用为：(1)电子枪：发射并加速电子；(2)竖直偏转电极：使电子束竖直偏转(加信号电压)；(3)水平偏转电极：使电子束水平偏转(加扫描电压)；(4)荧光屏：显示图象 2示波管的管理 示波器的基本原理是带电粒子在电场力作用下的加速和偏转(1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑带电体

2、在复合场中的运动 1当带电物体的重力不能忽略时，带电物体就处在电场、重力场的复合场中，处理相关问题时要注意电场力和重力的影响 2相关问题及处理方法(1)带电小球(液滴、尘埃、微粒)在电场中处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)，必满足F电mg0.(2)带电物体沿某一方向做匀加速直线运动，可通过分析其受力，画出受力图，将力分解，由牛顿定律列出方程，结合运动学公式进行有关解答(3)若带电物体的初速度方向与合加速度方向不同，则做匀变速曲线运动，可采用将运动分解，运用牛顿定律和运动学公式分别列方程求解；也可根据动能定理、能量守恒定律列方程求解，后者更简捷一些(4)用细绳拴一带电小球在竖直方向的匀强电场

3、中给其一初速度，当mgF电0时，小球做匀速圆周运动，绳子拉力充当向心力，可由圆周运动知识分析解答 3整体运用功能关系法 首先对带电体受力分析，再分析运动形式，然后根据具体情况选用公式计算(1)若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力功还是变力功，同时要明确初、末状态及运动过程中动能的增量(2)若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，哪些能量是减少的，表达式有几种 初状态和末状态的能量相等，即E初E末 增加能量的总和等于减少能量的总和，即E增E减 这种方法不仅适用于匀变速运动，对非匀变速运动(非匀强电场中)也同样适用.用力和运动观点分析带电体在电

4、场中的运动问题真空中有一均匀电场，方向沿x轴正方向，若质量为m、电荷量为q的一带电粒子从O点以初速度v0沿y轴正方向进入电场，经t时间到达A点，此时速度大小也为v0，方向沿x轴正方向，如图所示求：解 题 方 法 指 导对应学生用书P36(1)从O点到A点的时间t；(2)该匀强电场的电场强度E及OA连线与x轴的夹角；(3)若设O点为零势点，则A点电势为多大【方法总结】分析带电体在电场中运动问题的几个关键环节(1)做好受力分析根据题设条件判断重力是否可以忽略(2)做好运动分析要明确带电体的运动过程、运动性质及运动轨迹等(3)应用运动和力的关系，根据牛顿第二定律结合运动学公式求解如图所示，在真空室中

5、有两个水平的金属板，板间的距离为h.有一质量为m的小油滴，带电荷量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力当电压等于多大时，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动？用功和能观点分析带电体在电场中的运动问题(1)a点的场强；(2)取O点电势为零，a点电势a为多大？电荷q具有的电势能为多大？【方法总结】带电的物体在电场中具有一定的电势能，同时还可能具有动能和重力势能等机械能，用能量观点处理问题是一种简捷的方法，处理有关能量的问题要注意以下几点：(1)只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理)(2)重力只要做功，物

6、体的重力势能就要改变，且重力的功等于重力势能的减少量，WGEp1Ep2.如果只有重力做功，物体动能和重力势能之和不变(机械能守恒)(3)静电力只要做功，物体的电势能就要改变，且静电力的功等于电势能的减少量，W电Ep1Ep2.如果只有静电力做功，物体的动能和电势能之间相互转化，总量不变(类似机械能守恒)(4)如果除了重力和静电力之外，无其他力做功，则物体的动能、重力势能和电势能三者之和不变一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为()A动能减小 B电势能增大 C动能和电势能之和减小 D重力势能和电势能之和增大

7、 解析：由带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹可知，油滴受到的电场力是竖直向上的，且电场力大于重力带电油滴从a运动到b的过程中，电场力做正功，所以电势能减小，可知B错重力做负功，所以重力势能增大电场力大于重力，则电场力做的正功大于重力做的负功，所以带电油滴从a运动到b的过程中，合力做正功，由动能定理可知带电粒子动能增大，所以A错 由能量的转化与守恒可知，带电油滴从a运动到b的过程中，动能、电势能和重力势能间相互转化，但动能、电势能和重力势能之和不变，所以由动能增大，可知重力势能和电势能之和减小，D错；由重力势能增大，可知动能和电势能之和减小，C正确故选C.答案：C带电体在电场中的圆周运动(2012

8、郑州质检)一带电量为Q的点电荷固定在真空中，形成的电场如图所示现有一质量为m的带电微粒，在此点电荷附近做匀速圆周运动，周期为T.微粒的重力不能忽略，求：(1)微粒所带电荷的种类；(2)点电荷Q与微粒运动轨迹所在平面的距离【解析】(1)微粒带负电(2)微粒做圆周运动的轨迹在水平面内，并且轨迹的圆心O在点电荷的正下方 设圆心O离点电荷的距离为H，轨迹半径为R，微粒受力分析图如图所示【方法总结】解决此类问题与力学中研究物体做圆周运动相似，只不过多了一个电场力，应注意分析带电体是做匀速圆周运动还是做变速圆周运动，还要注意圆周运动中的临界问题如图所示，用细线拴一带负电的小球，小球处在竖直向下的匀强电场中

9、，使小球在竖直平面内做圆周运动，则()A小球不可能做匀速圆周运动 B小球运动到最高点时，绳的张力一定最小 C小球运动到最低点时，小球的线速度一定最大 D小球运动到最低点时，电势能一定最大 解析：若小球受到的电场力与重力相等时，小球可做匀速圆周运动；若电场力小于重力，则小球速度最小的位置在最高点；若电场力大于重力，则小球速度最小的位置在最低点小球运动到最低点时，电场力做负功最多，故其电势能最大 答案：D默 读 联 想 记 忆对应学生用书P38 1.(2013银川高二检测)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的()课 堂 巩

10、固 训 练对应学生用书P38 A极板X应带正电B极板X应带正电 C极板Y应带正电D极板Y应带正电 解析：由题意可知，在XX方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错 答案：AC 2.(2013九江市一中模块验收)一个带正电的油滴从右图所示的匀强电场上方A点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的()解析：电场力与重力的合力向右下方，而油滴进入电场时初速度沿竖直方向向下，与合力的方向存在一定夹角，做曲线运动，故B正确 答案：B 3如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在点电荷

11、Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点过程中()A小物块所受电场力逐渐减小 B小物块具有的电势能逐渐减小 CM点的电势一定高于N点的电势 D小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 解析：从题目所提供的信息可知，小物块与点电荷Q带同种电荷，小物块远离Q时，小物块所在处的电场强度变小，所受电场力变小，小物块从M到N，电场力做正功，电势能减小，因不知固定点电荷的带电性质，故不能判定M、N两点电势高低据功能关系和题目条件，电场力做的功即电势能的变化量，大小一定等于克服摩擦力做的功，故选A、B、D.答案：ABD 4如图所示，在水平的匀强电场中，一条不可伸长的长为l的不导电细线，其一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强方向平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最低点B时的速度大小为v，摆到最低点的另一侧C时速度为零，细线与竖直方向最大夹角为(90)，求：(1)从释放点到最低点的过程中，静电力对小球所做的功；(2)从释放点到另一侧最高点的过程中，静电力对小球所做的功答案：见解析