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、偏转、综合应用及示波管原理等核心知识点，通过问题导入（如是否考虑重力）和实际计算（电子重力与静电力比值）衔接电场力、能量等前序知识，搭建从基础规律到复杂问题的学习支架。 其亮点在于融合动力学与能量双视角分析（科学思维），结合HEPS直线加速器等真实情境（科学态度与责任），通过例题和优化学案强化模型建构与科学推理，帮助学生深化物理观念，提升解决实际问题能力，教师可借助结构化内容提高教学效率。

第十章 静电场中的能量 10.5 带电粒子在电场中的运动 高中物理-人教版 2026.02.28 目录 01 加速问题 02 偏转问题 03 加速与偏转 04 示波管的原理 带电粒子在叠加场中的运动 05 新课引入 已知粒子的质量m、电荷量+q、极板电压U、极板间距d，粒子静止开始从正极板A向负极板B运动，求vB？ 一、带电粒子在电场中加速 + + + + + + - - - - - - A B F电 d U +q vB 需要考虑重力吗？ 已知电子的质量为me＝9.1×10-31kg，电荷量为e＝1.6×10-19C，若极板电压U＝200V，板间距离为d=2cm，则电子的重力与所受静电力的比值为多少？ 电子、质子、α粒子不计重力 1.动力学分析： 一、带电粒子在电场中加速 注：非匀强电场也适用 vB2 - vA2 = 2ad a = = = vB2 = 2··d vB = 2.能量分析： 动能定理（W合 = EK） = mvB2 - mvA2 vB = 【优化学案】如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的时间和速率，下列说法正确的是（ ） A.两板间距越大，则加速的时间越长，获得的速率越小； B.两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率越小； C.两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率不变； D.两板间距越小，则加速的时间不变，获得的速率不变； C 一、带电粒子在电场中加速 【优化学案】如图所示，一个平行板电容器充电后与电源断开，从负极板处释放一个电子(不计重力)，设其到达正极板时的速度为v1，加速度为a1。若将两极板间的距离增大为原来的2倍，再从负极板处释放一个电子，设其到达正极板时的速度为v2，加速度为a2，则( ) 一、带电粒子在电场中加速 A.a1: a2=1: 1，v1: v2=1: 2； B.a1: a2=2: 1，v1: v2=1: 2； C.a1: a2=2: 1，v1: v2=: 1； D.a1: a2=1: 1，v1: v2=1: ； D 【优化学案】(多选)如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v0由小孔射人板间电场，当M、N间电势差为U时，粒子恰好能到达N板。要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是(不计带电粒子的重力)( ) A.使初速度减小为原来的； B.使M、N间电势差加倍； C.使M、N间电势差提高到原来的4倍； D.使初速度和M、N间电势差都减小为原来的； BD 一、带电粒子在电场中加速 【例题】2025年3月27日，中国科学院高能所正式宣布，国家重大科技基础设施“高能同步辐射光源（HEPS）”正式进入带光联调阶段。HEPS最重要的器件是多级直线加速器，如图甲，多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连。 一、带电粒子在电场中加速 A.电子在圆筒内做匀加速直线运动 B.电子在第2个与第4个圆筒中的速度之比为1∶2 C.电子在各圆筒中的运动时间均为T D.图甲中各圆筒的长度之比为1：：：........ 一、带电粒子在电场中加速 t＝0时，位于金属圆板（序号为0）中央的电子，由静止开始加速。若电子的质量m、电荷量-e、交流电周期T，电子通过圆筒间隙的时间不计，下列说法正确的是（ 　） 忽略相对论效应， D v0 vy 二、带电粒子在电场的偏转 L v0 v 1.求运动时间t? 4.求竖直分位移y? 2.求加速度a? 5.求速度偏转角? 3.求竖直分速度Vy？ 已知粒子的初速度v0、质量m、电荷量q、极板电压U、极板间距d，极板长度L，求： 思路：类平抛运动 ①垂直电场方向：匀速直线运动 ②沿电场方向：vy0=0的匀加速直线运动 F电 + + + + + + - - - - - - 1.求运动时间t? 2.求加速度a? 3.求竖直分速度Vy？ 4.求竖直分位移y? 5.求速度偏转角 ? 二、带电粒子在电场的偏转 t = a = = = vy= at = y= at2 = tan = = v0 vy L v0 v 【优化学案】如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进人平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的a'点，b粒子打在B板的b'点。若不计重力，则（ ） A.a的电荷量一定大于b的电荷量； B.b的质量一定大于a的质量； C.a的比荷一定大于b的比荷； D.b的比荷一定大于a的比荷； C 二、带电粒子在电场的偏转 【优化学案】如图所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直于电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出。现在使电子入射速度变为原来的2倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的（ ） 二、带电粒子在电场的偏转 A.2倍； B.4倍； C.； D.； C 【优化学案】长为l的平行金属板水平放置，板间形成匀强电场，一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进人该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与水平方向成30°角，如图所示，不计粒子重力，求: (1)粒子离开电场时速度的大小; (2)匀强电场的电场强度大小; (3)两板间的距离。 二、带电粒子在电场的偏转 三、带电粒子在电场的加速与偏转 【配套试卷】一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。已知两板间距d=1.0cm，板长L=5.0cm，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压? 三、带电粒子在电场的加速与偏转 【例题】如图所示，一个静止的电子经过电压为U1的加速电场加速后，沿平行于板面方向进入A、B两极板间的偏转电场，两极板的长度为L，相距为d，极板间的电压为U2。已知电子紧靠负极板，电荷量大小为e，质量为m，偏转电场可看作匀强电场。求： (1)电子进入偏转电场的速度大小v0? (2)电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离为y? (3)电子离开偏转电场时的动能大小EK？ 四、示波管的原理（阴极射线管） 四、示波管的原理（阴极射线管） 【例题】示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（　　） A．极板X应带负电 B．极板X′应带负电 C．极板Y应带正电 D．极板Y′应带负电 BCD THANK YOU YOUR LOGO 汇报人：稻壳儿