1.9 带电粒子在电场中的运动 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“带电粒子在电场中的运动”，系统讲解加速、偏转规律及示波管原理。通过示波器等设备功能提问导入，引导学生从运动和力、功和能角度衔接前序电场知识，搭建递进式学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，加速问题采用运动学与动能定理双法推导，偏转问题构建类平抛运动模型，结合示波管装置深化物理观念。通过问题链与实例分析，助学生形成运动相互作用及能量观念，提升科学推理能力，教师可借结构化内容高效开展教学。

第一章 静电场 第9节 带电粒子在电场中的运动 作者编号：43999 带电粒子在电场中受到静电力的作用，速度会发生改变。在示波器和直线加速器等设备中，常通过电场来控制带电粒子的运动。这些仪器是怎样控制带电粒子运动的呢？ 新课导入 作者编号：43999 1.会从运动和力的关系的角度、从功和能量变化的关系的角度分析带电粒子在匀强电场中的加速问题。 2.知道带电粒子垂直于电场线进入匀强电场运动的特点，并能对相关物理量进行分析与计算。 3.了解示波管的基本结构和工作原理. 学习目标 作者编号：43999 只受静电力的作用，电子向右做匀加速直线运动 在真空中安装一对面积较大的平行金属板，并在两板间加上电压U，两板之间便形成了一个匀强电场，两版之间距离为d，在紧靠正极板中间处有一电量为q、质量为m的带正电粒子，重力不计.在电场力的作用下，该粒子由静止开始做加速运动， （1）粒子加速时受到几个力的作用？电子做什么运动？ 知识点一：带电粒子的加速 新知学习 作者编号：43999 解： 匀强电场： 根据： 得： 方法一：运动学 复杂，且只适用于匀强电场 （2）求粒子到达正极板时的速度大小？(用不同的方法求解) 新知学习 作者编号：43999 方法二：动能定理 电场力做功： 得： 简单，适用于任何电场 新知学习 作者编号：43999 1.若两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？ 如果是非匀强电场，电子将做变加速运动，动力学方法不可行；静电力做功仍然可以用W＝qU求解，动能定理仍然可行。 2.分析带电粒子在电场中的运动，哪些情况需要考虑重力？哪些情况不需要考虑重力？ (1)带电的粒子：如电子、质子、α粒子、正负离子等。这些粒子所受重力和静电力相比小得多，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量) (2)带电体：如带电小球、液滴、尘埃等。除有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 新知学习 作者编号：43999 知识点二：带电粒子在匀强电场中的偏转 1.实验现象：电子束垂直射入电场，运动轨迹会发生偏转；当电场方向改变，偏转方向也会随之改变。 新知学习 作者编号：43999 2.运动性质：带电粒子以初速度v0垂直进入电场中，将作类平抛运动， （1）垂直于电场线方向，粒子作匀速直线运动； （2）平行于电场线方向，粒子作匀加速直线运动。 新知学习 作者编号：43999 3.运动规律： （1）运动时间＿＿＿＿＿； （2）加 速 度＿＿＿＿＿＿＿＿＿； （3）偏移距离＿＿＿＿＿＿＿＿＿； （4）速度变化＿＿＿＿＿＿＿＿＿； （5）偏转角度＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 若加速电压为U0，， 则， 。 新知学习 作者编号：43999 规律总结： 当偏转电场的U，L，d一定时： （1）初速度相同的带电粒子，无论m、q是否变化，只要荷质比相同，则偏移量y和偏转角α都相同，轨迹重合。 （2）初动能相同的带电粒子，只要q相同，无论m是否相同，则偏移量y和偏转角α都相同，轨迹重合。 新知学习 作者编号：43999 1.结构：示波管主要由电子枪、偏转系统和光屏三部分组成。 2.作用：示波器是一种常用的实验仪器，它能显示振动、光、温度、电流、电压等随时间变化的情况。 知识点三：示波管 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 亮斑 荧光屏 电子枪 产生高速飞行的电子束 加速电压 两端加待显示的电压信号，使电子沿Y方向偏移 锯齿形扫描电压，使电子沿X方向偏移 3.示波管原理 亮斑 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 荧光屏 亮斑 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 荧光屏 亮斑 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 荧光屏 亮斑 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 荧光屏 亮斑 新知学习 作者编号：43999 加速电压 电子枪 偏转电极 荧光屏 锯齿形扫描电压 亮线 新知学习 作者编号：43999 亮线 如果YY ´上接的待测信号电压是周期性的，且周期与扫描电压周期相同，则荧光屏上会显示待测信号在一个周期内变化的稳定图像 锯齿形扫描电压 亮线 新知学习 作者编号：43999 （1）基本带电粒子在电场中不受重力。(　　) （2）带电粒子仅在电场力作用下运动时，动能一定增加。(　　) （3）带电粒子仅在电场力作用下运动时，运动轨迹一定是直线。(　　) （4）带电粒子在匀强电场中无论是直线加速还是偏转，均做匀变速运动。(    　) （5）示波管电子枪的作用是产生高速飞行的电子束，偏转电极的作用是使电子束发生偏转，打在荧光屏的不同位置。(　　) ✕ ✕ ✕ √ √ 1.判断正误 当堂检测 作者编号：43999 2.(多选)示波管的原理图如图所示,下列说法正确的是( ) A.示波管内要抽成真空 B.电子枪两极间可接交流电压 C.在偏转电极XX'加上偏转电压会使电子在水平方向发生偏转 D.通过荧光屏上出现的亮斑才能显现电子的位置 ACD 当堂检测 作者编号：43999 3.如图，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　) A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B．三种粒子打到屏上时的速度一样大 C．三种粒子运动到屏上所用时间相同 D．三种粒子一定打到屏上的同一位置 AD 当堂检测 作者编号：43999 4.(多选)如图，真空中有一质量忽略不计的电子以速度v沿着与电场强度垂直的方向自O点进入匀强电场。以O为坐标原点建立直角坐标系，x轴垂直于电场方向，y轴平行于电场方向，在x轴上取OA＝AB＝BC，分别自A、B、C点作与y轴平行的线，与电子的径迹交于M、N、P三点，则（ ） A.电子经M、N、P三点时，沿x轴的分速度之比为1∶2∶3 B.电子经M、N、P三点时，沿y轴的分速度之比为1∶2∶3 C.电子经M、N、P三点时的速度与x轴夹角之比为1∶3∶5 D.电子从O点开始每经过相等时间的动能增量之比为1∶3∶5 BD 当堂检测 作者编号：43999 A 加速 B 偏转 C 示波 管 课堂总结 作者编号：43999 $