資源簡介

(共19張PPT)
示波器：
能直觀的顯示電信號隨時間的變化
帶電粒子在電場中的運動（第一課時）
授課教師：李堅
真實情境
陽極
陰極
涂有熒光粉的金屬片
狹縫
運動模型構建
-
v0
研究對象
受力分析
運動分析
1.帶電的基本粒子：如電子，質子，α粒子，正負離子等。一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。
2.帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。
已知電子的質量m=9.1×10-31kg，電子的電量q=1.6×10-19,陰極射線管內兩端的電壓為500V，兩極間距離約為0.2m,計算可得，電子所受重力9.1×10-30N，電子所受電場力4×10-16N
電子在電場力的作用下做加速直線運動
陽極
陰極
1.質量為，電量為的電子（帶負電），在電壓為勻強電場中做勻加速直線運動，已知兩極板的間距為d，電子的初速度大小為v0，求帶電粒子在電場力的作用下運動到極板另一邊時的速度大小？
-
解決問題
陽極
陰極
2.質量為m，電量為q的電子（帶負電），在電壓為U的非勻強電場中做變加速直線運動，已知電子的初速度大小為v0，求帶電粒子在電場力的作用下運動到極板另一邊的速度大小？
真實問題
-
v0
3.要使電子在電場中獲得的速度加倍，你有什么辦法？
變式追問
-
警告：板間距離1mm，當電壓達到31.35kv，空氣被擊穿，不能繼續加速
北京正負電子對撞機的多級直線加速器
U
-
-
-
+
+
+
A
B
C
D
E
F
你想的是否跟它一樣？
電子在兩個圓筒間加速，在圓筒內做勻速直線運動
5
4
3
2
1
0
電子在兩圓筒間加速時間極短，可不考慮，如何改進，才能保證電子被持續加速？
電子穿過每個圓筒間的時間相等，等于交變電壓周期的一半
若已知電子的質量為m，電子電荷量為 e，電壓的絕對值為 u，周期為 T，電子從靜止開始被加速，通過圓筒間隙的時間可以忽略不計。第n個金屬圓筒的長度應該是多少？
真實情境
+
1.帶電粒子在電場中的受力方向與初速度方向有什么關系？
2.帶電粒子在電場中將做什么樣的運動？
運動模型構建
定性探究
1.帶電粒子穿過電場區域的時間？
2.帶電粒子在電場中的加速度大小？
3.帶電粒子穿出電場時速度的大小？
4.帶電粒子穿出電場時速度偏轉角的正切值？
5.帶電粒子在沿電場方向的偏移量？
6.帶電粒子穿出電場中時位移偏轉角的正切值？
問題解決
科學推理
兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子質量為m，電量為q，沿平行于板面的方向以速度射入電場中。
L
d
U
v0
q、m
vy
θ
v
v0
y
α
+
1.兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子質量為m，電量為q，沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子出電場后的速度大小。
變式追問
-
2.兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子質量為m，電量為q，沿平行于板面的方向以速度射入電場中，求電子出電場后的速度大小。
+
變式追問
3.兩個相同極板的長度為，相距，極板間的電壓為。一個電子質量為m，電量為q，以速度射入電場中，速度方向與水平方向成θ，求電子出電場后的速度大小。
θ
加速電壓
電子槍
偏轉電極
亮斑
亮斑
熒光屏
電子槍
產生高速飛行的電子束
加速電壓
，
使電子沿方向偏移。
使電子沿方向偏移。
示波管的構造及原理
創新應用
如果在 XXˊ 之間不加電壓，而在 YYˊ 之間加按圖示的規律變化的電壓，在熒光屏會看到的什么樣的圖形？
Xˊ
X
Y
Yˊ
UY
t
O
Yˊ 隨信號電壓同步變化，但由于視覺暫留和熒光物質的殘光特性，只能看到一條豎直的亮線。
在 YYˊ 之間加按圖示的規律變化的電壓，要在熒光屏上呈現如圖的波形，應在 XXˊ 之間加怎樣的電壓？
Xˊ
X
Y
Yˊ
UY
t
O

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