第10章 10.5 课时2 带电粒子在电场中的偏转运动和示波管的原理（PPT课件）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步课件（人教版）

该高中物理课件聚焦“带电粒子在电场中的偏转运动和示波管的原理”，通过问题导入（如“电子在电场中做什么运动”）和思考讨论，引导学生从受力分析出发，运用运动的合成与分解建立类平抛运动模型，推导偏转规律（侧移量、偏转角），再过渡到示波管的构造与工作原理，形成从理论到应用的学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，通过探究问题培养科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究能力。例如，探究1中通过典例对比不同粒子的偏转参数，强化运动与相互作用观念；探究2结合示波管实例推导打在屏上位置的多种方法，提升问题解决能力。学生能深化物理观念，教师可借助结构化资源高效实施素养教学。

5.2带电粒子在电场中的偏转运动和示波管的原理 定标-关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 带电粒子在匀强电场中的类平抛运动规律； 示波管的基本构造、示波管中电子的加速和偏转过程的分析 运动分析能力：能将带电粒子在电场中的偏转运动正确分解为两个分运动，结合牛顿运动定律和运动学公式进行分析计算。 模型建构能力：建立带电粒子在电场中偏转的类平抛运动模型，以及示波管的工作模型，利用模型解决实际问题。 综合应用能力：综合运用电场力、动能定理、类平抛运动等知识，分析示波管中电子的加速和偏转过程，理解示波器显示波形的原理。 科学推理能力：根据已知的电场条件和粒子的初速度等，推理出粒子偏转后的运动轨迹、偏移量等物理量。 进一步深化对电场概念的理解，形成电场能对带电粒子产生力的作用并改变其运动状态的观念； 培养逻辑推理能力，通过对带电粒子在电场中偏转的分析，从已知条件推导出运动的规律和结果； 经历对带电粒子在电场中偏转规律的探究过程，学习科学探究的方法，如提出问题、猜想与假设、实验与验证、分析与论证等； 增强对科学技术的兴趣和责任感，认识到示波管等仪器在科学研究和生产生活中的重要作用，体会物理知识的应用价值。 重点及难点 带电粒子在匀强电场中偏转的类平抛运动规律及其应用； 综合运用电场、运动学、动力学等知识分析示波管中电子的运动，以及示波器显示波形的原理。 题型及难度 选择题、解答题， 难度中等偏难 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 2 本课时主要内容 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 3 知识导航-带电粒子在电场中的偏转运动 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 4 知识导航-示波管的原理 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 5 【问题导入】 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 【思考与讨论】 (1)电子在电场中做什么运动？如何处理？ (2)设电子不与平行板相撞，如图乙，完成下列内容(均用题所给字母表示)。 ①电子通过电场的时间t=　　　　。  ②静电力方向：加速度a=　　　　，离开电场时垂直于极板方向的分速度vy=　　　　。  ③速度与初速度方向夹角的正切值tan θ=　　　　。  ④离开电场时沿静电力方向的偏移量y=　　　　。  未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 6 【典例1】如图所示,两个带正电粒子A、B质量分别为m、4m,带电荷量分别为q、2q,以相同的初速度沿两板的中线垂直射入偏转电场(不计粒子重力),并能从两板间射出,则这两个粒子 (　　) A. A、B在电场中运动的时间之比为1∶2 B. A、B在电场中运动的加速度之比为2∶1 C. A、B射出电场时的侧位移y之比为1∶2 D. A、B射出电场时静电力做功之比为1∶2 【必备知识】带电粒子在电场中的偏转运动. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 7 【关键能力】 【答案】B　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 8 【探究总结】 带电粒子在匀强电场中的偏转问题类似于平抛运动,运用运动的合成与分解来分析:将运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向初速度为0的匀加速直线运动,在这两个方向上分别列运动学方程或牛顿第二定律求解物理量. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 9 【对标训练1】如图所示,质子()和氦核()均从靠近A板处由静止开始运动,经A、B间电势差为U1的加速电场后垂直进入C、D间电势差为U2的偏转电场,两者离开偏转电场时的偏移距离为y,速度偏转的角度为θ.已知偏转电场两平行板间的距离为d,板长为L,质子和氦核的质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,不计重力的影响.下列说法正确的是 (　　) A. 质子在偏转电场中的加速度较小 B. 质子的偏移距离y较大 C. 氦核速度偏转的角度θ较小 D. 氦核射出偏转电场时的动能较大 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 10 【答案】D 【解题思路】 【易错提醒】带同种电荷的带电粒子从静止开始经同一电场加速后(即加速电压U1相同),再经同一电场偏转,离开偏转电场时偏转距离y和速度偏转角θ均相同,即运动径迹完全相同.带同种电荷的带电粒子,如果初速度不为零,上面的结论就不成立了. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究1　带电粒子在电场中的偏转运动 11 【问题导入】 如图所示是真空示波管的原理示意图。电子从灯丝发出，经灯丝与A板间的电压U1=180V加速，从A板中心孔沿中心线O1O2射出，然后进入平行金属板M、N形成的匀强偏转电场中，偏转电场的电压为U2=225V，电子进入MN间电场时的速度方向与电场方向垂直，电子经过偏转电场的右端P1点离开偏转电场后进入无场区，最后打在垂直O1O2放置的荧光屏上的P2点。已知MN两板间的距离d=5.0cm，板长L1=6.0cm，板右端到荧光屏的距离为L2=8.0cm，电子的质量m=9x10-31kg，电荷量e=1.6x10-19kg，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。求P2点到O2点的距离y2。 探究2　示波管的原理 【思考与讨论】 1.电子在加速电场中做什么运动？穿过A板时的速度大小v0是多少？ 2.电子通过P1点时偏离中心线O1O2的距离y1是多少？ 3.在P1点的速度大小是多少？ 4.电子打到荧光屏上的位置P2点到O2点的距离y2是多少？ 5.第4问还有其他解决方法吗？ 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 12 【典例2】示波器是一种常见的电学仪器,可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况.图甲为示波器的原理结构图.当不加电压时,电子恰好打在荧光屏的正中心,在此处产生一个亮斑;当极板YY'间加高频偏转电压Uy、极板XX'间加高频偏转电压Ux,偏转电压随时间变化规律分别如图乙所示时,荧光屏上所得的波形是 (　　) 【必备知识】 示波器工作原理. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　示波管的原理 13 【关键能力】 【答案】B　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　示波管的原理 14 【探究总结】计算粒子打到屏上的位置离屏中心的距离Y的四种方法(d为屏到偏转电场的水平距离,L为极板长度,y为粒子在偏转电场中的偏移量): 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　示波管的原理 15 【对标训练2】示波管可以用来观察电信号随时间的变化情况,其原理如图所示,给电子枪通电后,有电子逸出(初速度为0),经电压为U1的电场加速后,从偏转电极左侧边缘中心进入偏转电场,最后打在荧光屏上.荧光屏的中心在偏转电极的水平轴线上,以荧光屏的中心为原点O,建立Oxy坐标系.已知电子的比荷为k.偏转电极各极板长度和板间距离均为d,偏转电极右侧边缘中心与荧光屏中心相距3.5d,下列各种情况电子均能打到荧光屏上. (1) 若偏转电极不加电压,求电子在荧光屏上的坐标和电子打在荧光屏上的速度大小; (2) 在(1) 的基础上,仅给偏转电极YY'加上电压U2(Y接正极),求电子在荧光屏上的坐标; (3) 在(2) 的基础上,再给偏转电极XX'加上电压U3(X接正极),求电子在荧光屏上的坐标. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　示波管的原理 16 【答案】　 【解题思路】 【易错提醒】不同方向上的运动情况的分析. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第十章 静电场中的能量 探究2　示波管的原理 17 $