§2.5電子束在示波管中的運動(導學案)
學習目標:
知識與技能 1、理解電勢差與電場強度的關係
2、掌握帶電粒子與電場中加速和偏轉的規律
過程與方法 1、通過模擬的方法分析論證帶電粒子在電場中運動的規律
2、通過理論推導和實驗,說明示波器的工作原理
情感態度與價值觀
通過分析論證和實驗觀察,體會理論和實驗的統一性,領悟人類認識客觀世界的基本方法
教學過程:
[問題背景]如圖,真空中兩極間電勢差為u,距離為d。現有一質量為m,電荷量為q的正電荷,無初速度的放入電場後,試討論該電荷怎樣運動?加速度是多少?(不考慮重力的影響)
[**一] 場強e與電勢差u之間的定量關係
推導:說明①兩式的意義分別是
或②d為兩點間沿場強方向的距離
③將電荷從a點移到bc所在等勢面上的任意一點,電勢降低是相同的,但沿ac電勢降落的最快。可見,電場中,電勢降落最快的方向為場強的方向。
場強的單位 n/c與v/m是等價的,試證明之
[變式問題] 若電子從小孔射出後,垂直進入某一勻強電場中,它會怎樣運動?
[**二]:電子束在示波管中的運動規律
1、 實驗.**課件:
不加電壓時:亮班的位置
偏轉電極yy』加電壓u』時:亮班的位置
(1).給偏轉電極yy』加與不加電壓u』,電子打在螢光屏上的位置為什麼不同?
(2).若給yy』加不同的電壓u』 ,打在螢光屏上的亮斑位置一樣嗎?豎直偏移y』的大小與偏轉電壓u』是否會有必然的關係?怎樣找出這個關係?
(3).若求豎直偏移y』 ,你認為應首先將電子束的運動過程分為幾個階段?每個階段的運動特徵怎樣?如何分別進行處理?
2、 分析論證:
師:通過觀察你認為電子在在示波管中的運動可以分為幾個階段?
生:同位交流討論
生答:(1)電子在電子槍中的運動(加速)
怎樣求出射速度v0?
(2)電子在偏轉電極中的運動
處理方法是什麼?
水平方向:vx
l豎直方向:a
vy偏移量y
偏轉角tan
(3)離開偏轉電場後:勻速直線運動
偏移量y』=y+ltanψ=
3、 討論與實驗
(1)偏轉量和偏轉角跟帶電粒子q、m無關,只取決於和
。(2)若u』=umaxsinwt,亮斑在螢光屏上將怎樣運動?怎樣使屏上出現完整的正弦曲線。
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