《高考物理一轮复习讲练测》专题33 带电粒子在电场中的运动综合问题分析（讲）（解析版）

3.0 envi 2025-02-14 14 4 847.08KB 13 页 3知币
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第七章 静电场
1.多个电荷库仑力的平衡和场强叠加问题．
2．利用电场线和等势面确定场强的大小和方向，判断电势高低、电场力变化、电场力做功和电势能的变化
等．
3．带电体在匀强电场中的平衡问题及其他变速运动的动力学问题．
4．对平行板电容器电容决定因素的理解，解决两类有关动态变化的问题．
5．分析带电粒子在电场中的加速和偏转问题．
6．示波管、静电除尘等在日常生活和科学技术中的应用.
第33 讲 带电粒子在电场中的运动综合问题分析
1.了解示波管的工作原理.
2.运用动力学方法分析解决带电粒子在交变电场中的运动.
3.会运用功能观点、动力学观点综合分析带电粒子在复合场中的运动．
考点一 带电粒子在电场中运动的实际应用——示波管
1．构造及功能(如图所示)
(1)电子枪：发射并加速电子．
(2)偏转电极 YY′：使电子束竖直偏转(加信号电压)；偏转电极 XX′：使电子束水平偏转(加扫描电压)．
2．工作原理
偏转电极 XX′和YY′不加电压，电子打到屏幕中心；若只在 XX′之间加电压，只在 X方向偏转；若只在 YY′之
间加电压，只在 Y方向偏转；若 XX′加扫描电压，YY′加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象．
★重点归纳★
1
1、示波管中电子在荧光屏上落点位置的判断方法
示波管中的电子在 YY′和XX′两个偏转电极作用下，同时参与两个类平抛运动，一方面沿 YY′方向偏转，另
一方面沿 XX′方向偏转，找出几个特殊点，即可确定荧光屏上的图形．学科，网
★典型案例★如图 1所示是示波管的原理示意图．电子从灯丝发射出来经电压为 U1的电场加速后，通过加
速极板 A上的小孔 O1射出，沿中心线 O1O2进入 MN 间的偏转电场，O1O2与偏转电场方向垂直，偏转电场
的电压为 U2， 经过偏转电场的右端 P1点离开偏转电场，然后打在垂直 O1O2放置的荧光屏上的 P2点．已知
平行金属极板 MN 间距离为 d，极板长度为 L，极板的右端与荧光屏之间的距离为 L′.不计电子之间的相互
作用力及其所受的重力，且电子离开灯丝时的初速度可忽略不计, P2点到 O3点的距离称为偏转距离 y。
(1)求y的大小
(2)实际示波管有两组偏转极板 ，如图 2 所示，水平极板所加电压为扫描电压，竖直极板所加电压为信号电
压，若加如图 3所示的信号电压与扫描电压，在图 4中画出荧光屏上呈现的波形(不要求过程)
(3) 若两偏转电极的板长均为 L，板间距均为 d，右端到荧光屏的距离均为 L’.试分析：当信号电压
uyy’=U0sinωt、所加扫描电压 uxx’= U0cosωt 时，荧光屏上所显示的图案.
[来源:学科网]
2
【答案】 （1） (2)见解析（3）半径为 的圆
【解析】
【详解】
解得： …⑥
(2)图略(半个正弦波)
(3)因电子在偏转电场中的运动时间极短，与交变电场的周期相比可不计，电子在偏转电场中的运动可视
为在恒定电场中的运动，由⑥可知：
…⑦
…⑧
由⑦⑧得 ，故图案为半径为 的圆。
★针对练习1★（多选）如图（甲）所示，是示波器中核心部件示波管的原理图。要想在荧光屏的屏幕上观
察到如图（乙）所示的图形，下列给出几组偏转电极 、 之间所加电压随时间变化关系，其中可能符合
要求的是（　　）
3
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