10.5 带电粒子在电场中的运动 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦带电粒子在电场中的运动，涵盖加速（牛顿定律与动能定理对比）、偏转（类平抛运动分解）及示波管原理。以“热身”问题导入，通过受力分析（重力是否忽略）衔接力学与电场知识，搭建学习支架。 亮点在于通过模型建构（类平抛运动分解为水平匀速与竖直匀加速）、科学推理（加速问题两种方法对比）及实际应用（示波管原理），培养科学思维与责任。如偏转中推导速度位移公式，加速问题凸显动能定理简便性，助力学生深化理解，为教师提供结构化教学资源。

带电粒子在电场中的运动 必修第三册 高中物理（人教版） 1 研究运动前的“热身” 1. 带电粒子在电场中要受到哪些力的作用？ 2. 对于像质子、电子、离子等带电微粒在电场中运动时，我们怎样处理它们的受力？ 带电粒子在电场中通常要受到重力和静电力 质子、电子、离子等带电微粒所受重力一般远小于静电力，重力可以忽略。 P和Q为两平行金属板，板间有一定电压U，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，求电子到达Q板时的速度有多大？ 一、带电粒子的加速 F=Ee 方法1：利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析 方法2：利用静电力做功结合动能定理分析 用功能关系解题更简便！ 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，上面公式也适用于非匀强电场。 带电粒子经过加速电场后获得的速率，与两板间距离无关，仅与加速电压有关。 d - E 平抛运动 F=Eq v0 +q + 类平抛运动 带电粒子以初速度垂直于电场方向飞入匀强电场，粒子会做什么样的运动？（不计粒子重力） 二、带电粒子的偏转 L + + + + + + - - - - - - v U,d vx vy s 类平抛运动 【初速度方向】：匀速直线运动 【电场方向】：匀加速直线运动（初速度为零）　 x x y y （1）加速度 （2）速度 （3）位移 偏移量 若带电粒子顺利飞出电场： 初速度垂直于电场方向，从电场中间飞入匀强电场 - -q v0 - 速度偏转角： 位移偏转角： θ α 中点 θ P 二、带电粒子的偏转 θ 荧光屏 偏转电压 U 增大， M O 三、示波管的原理 示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空。 （带电粒子在电场中的偏转） 产生高速飞行的一束电子 （带电粒子在电场中的加速） 示波管的 YY′ 偏转电极上加的是待测的信号电压。 XX′ 偏转电极通常接入仪器自身产生的锯齿形电压，叫作扫描电压。 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像。 三、示波管的原理 扫描电压（前后偏转） 信号电压（上下偏转） Y Y’ X X’ O A B C D t1 F E t2 偏转电极 不加电压 四、课堂小结 一、利用电场使带电粒子加速 二、利用电场使带电粒子偏转（类平抛运动） 利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析 利用静电力做功结合动能定理分析 初速度方向：匀速直线运动 电场方向：初速度为零的匀加速直线运动　 v - - v E U 金属板 金属板 金属丝 L E v0 y 纸 回流槽 F=qE 一、带电粒子的加速 电压为U，设电子刚从金属丝射出时的速度为零。 方法1：利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析 方法2：利用静电力做功结合动能定理分析 用功能关系解题更简便！ 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，上面公式也适用于非匀强电场。 带电粒子经过加速电场后获得的速率，与两板间距离无关，仅与加速电压有关。 d $