10.5 带电粒子在电场中的运动 课件2026-2027学年高二物理人教版（2019） 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”，系统涵盖加速、偏转运动分析及示波管原理，通过口罩熔喷布驻极处理等实例导入，衔接静电场知识，以考向分解和例题解析为支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，如用动能定理分析加速运动体现能量观念，偏转运动分解为匀加速与匀速体现模型建构，推论证明强化科学推理。采用实例教学与随堂巩固，助力学生提升问题解决能力，为教师提供系统教学资源。

第十章 静电场中的能量 课时5　带电粒子在电场中的运动 1 核心 目标 1．理解带电粒子在匀强电场中运动的特点，能分析、解决带电粒子在电场中的加速、偏转运动． 2．能分析计算偏移距离、偏转角度、离开电场时的速度等物理量，了解示波管的工作原理． 目标导学 • 各个击破 3 带电粒子在电场中的加速 1．带电粒子沿电场线方向进入电场时，做加(减)速运动．有两种分析方法： 考向 1   动力学角度 功能关系角度 涉及 知识 牛顿第二定律及匀变速直线运动公式a＝、E＝、v2－＝2ad 功的公式及动能定理公式 qU＝ 条件 匀强电场，静电力是恒力 可以是匀强电场，也可以是非匀强电场，电场力可以是恒力，也可以是变力 目标导学•各个击破 2．带电粒子在电场中运动时重力的处理 (1) 微观粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)． (2) 带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力． 目标导学•各个击破 　　　口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能．驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极间存在高压，针尖附近的空气被电离后，带电尘埃在电场力的作用下运动，被熔喷布捕获．已知正、负极间的电压为U，尘埃受到的重力可以忽略不计，则针状电极附近的带电荷量为q、质量为m的带负电尘埃被熔喷布捕获时的速度大小为 (　　) A． B． C．　D． 1 解析：已知正、负极间的电压为U，qU＝mv2，尘埃被熔喷布捕获时的速度大小为v＝，B正确． B 目标导学•各个击破 带电粒子在电场中的偏转 1．处理方法：分解法 沿电场线方向做初速度为0的匀加速直线运动，垂直于电场线方向做匀速直线运动． 考向 2 目标导学•各个击破 2．两个推论 (1) 粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到电场边缘的距离为，或位移偏转角的正切为速度偏转角正切的. (2) 不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的速度偏转角和偏移量y总是相同的，即运动轨迹重合． 证明：由qU0＝及tan θ＝，得tan θ＝.y＝. 目标导学•各个击破 3．带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系 讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解：qUy＝，其中Uy＝y，指初、末位置间的电势差．   说明：带电粒子在电场中运动的问题实质上是力学问题的延续，从受力角度看，带电粒子与一般物体相比多受到一个静电力；从处理方法上看，仍可利用力学中的规律分析：如选用平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、功能关系、能量守恒等． 目标导学•各个击破 　　　如图所示，某电子设备的核心部分是一个平行板电容器，板内存在匀强电场，电场强度大小为E，板的长度为L.现有质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0垂直电场方向飞入其中，粒子能被吸附到收集板上，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是 (　　) A．粒子在电场中做变加速曲线运动 B．粒子在电场中克服电场力做功 C．粒子在电场中的运动时间大于 D．粒子在电场中的偏移量不会大于 2 D 目标导学•各个击破 解析：粒子在两收集板间做类平抛运动，加速度恒定，电场力做正功，故A、B错误；粒子能被收集板吸附，可知在电场中运动时间最大时，有L＝v0t，解得t＝，故C错误；最大偏移量为y＝at2，qE＝ma，解得y＝，故D正确． 目标导学•各个击破 　　　如图所示，M、N之间是加速电场，虚线框内为匀强偏转电场；一电子从静止开始沿带箭头的实线所示的轨迹前进．已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场M、N两端的电压为U0.偏转电场的水平宽度为L0，电场强度E＝，不考虑电子所受的重力及空气阻力．求： (1) 电子刚进入偏转电场时的速度大小． 答案：(1) 　 解析：(1) 设电子刚进入偏转电场的速度为v0，由动能定理可得eU0＝ 解得v0＝ 3 目标导学•各个击破 (2) 电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角． 答案：(2) 30° 解析：(2) 电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有L0＝v0t 竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得eE＝ma 解得电子的加速度a＝ 离开电场时竖直方向上的速度vy＝at＝ 电子射出偏转电场时速度方向与水平方向的夹角θ满足tan θ＝ 解得θ＝30° 目标导学•各个击破 示波器原理的理解 原理：利用了带电粒子在电场中偏转的规律，灵敏、直观地显示出电信号随时间变化的图线． 考向 3 目标导学•各个击破 思路一： 思路二： 带电粒子最终偏移距离： 解得OP＝∝U，所以偏移量与偏转电极的电压U成正比． 目标导学•各个击破 　　　某示波器在XX′、YY′不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图甲、乙所示偏转电压，则在光屏上将会看到下列哪个图形(圆为荧光屏，虚线为光屏坐标) (　　) 4 D 目标导学•各个击破 解析：加图示偏转电压后，光斑将在x轴方向向一侧匀速运动，然后回到O点重复这一运动；y轴方向，偏转电压恒定，所以光斑在y轴方向位移恒定，A、B、C错误，D正确． 目标导学•各个击破 随堂内化 • 即时巩固 18 1．如图所示为密立根油滴实验的示意图，初始时开关处于闭合状态．喷雾器将细小的油滴喷入极板M上方空间，油滴因摩擦带负电．某颗油滴经M板上的小孔进入下方的电场后最终静止在距小孔的P点．已知电源电压为U，该油滴带电荷量为－q，重力加速度为g.下列说法中正确的是 (　　) A．U＝ B．该过程中电场力对该油滴所做的功为－Uq C．保持开关闭合，仅将N板向上平移少许，该油滴将 向上运动并最终静止在P点上方 D．断开开关，仅将N板向上平移少许，该油滴将静止在P点下方 A 点击对应数字即可跳转到对应题目 1 2 随堂内化•即时巩固 解析：油滴静止时受力平衡有q＝mg，解得U＝，A正确；极板M与P点之间的电势差为，该过程中电场力对该油滴所做的功为W＝－，B错误；保持开关闭合，仅将N板向上平移少许，两极板间的电场强度增大，电场力大于重力，油滴不可能静止，C错误；断开开关，仅将N板向上平移少许，根据C＝，解得E＝，可知E不变，油滴受力不变，油滴仍将静止在P点，D错误． 点击对应数字即可跳转到对应题目 1 2 随堂内化•即时巩固 2．(多选)如图所示，一带正电粒子从K发出(初速度为零)，经K与A板间的加速电场加速，从A板中心沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中，经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，板长为L，粒子的质量为m、电荷量为e，不计粒子重力．下列说法中正确的是 (　　　) A．增大加速电压U1，P点会往上移动 B．增大M、N两板间的电压U2，P点会往上 移动 C．若把粒子的质量增加为原来的2倍，则 P点位置不变 D．若把粒子的带电荷量增加为原来的2倍，则P点位置不变 BCD 点击对应数字即可跳转到对应题目 1 2 随堂内化•即时巩固 解析：在电场中加速时U1e＝，在偏转电场中时L＝v0t，y＝，解得y＝，增大加速电压U1，则y变小，即P点会往下移动，A错误；增大M、N两板间的电压U2，则y变大，P点会往上移动，B正确；偏转距离y与粒子质量m和电荷量q无关，则若把粒子的质量增加为原来的2倍，或者把粒子的带电荷量增加为原来的2倍，则P点位置都不变，C、D正确． 点击对应数字即可跳转到对应题目 1 2 随堂内化•即时巩固 $