第10章 10.5 课时3 带电粒子在变化电场中的运动（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“带电粒子在变化电场中的运动”，通过问题导入（如交变电场中粒子运动形式）和具体情境（带负电小球运动）引导，知识脉络从变化电场概念到受力、运动学分析，再到直线和曲线运动探究，构建学习支架。 其亮点是以科学思维（模型建构：将E-t图像转化为a-t、v-t图像）和科学探究（问题链设计）为主线，如探究1通过典例分析粒子往复运动，探究2分方向研究曲线运动。帮助学生提升分析能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

5.3 带电粒子在变化电场中的运动 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 带电粒子在变化电场中的运动 能将实际情境抽象为“带电粒子+变化电场”模型，区分交变电场、匀强变电场等类型，明确电场力的变化规律。 结合牛顿定律与运动学公式，分析粒子在变化电场力下的加速度、速度、位移的动态变化，处理分阶段运动问题。 用动能定理分析电场力做功与动能的关系，判断能量转化情况，复杂情境可结合动量辅助分析。 解读E-t、v-t图像并提取信息，能根据电场变化绘制粒子运动相关图像。 将复杂多阶段运动拆分为单一阶段，逐一分析后通过物理量关联性完成全过程求解。 强化对变化电场的理解，形成“电场力-运动状态-能量变化”的关联观念，能综合力学与电学知识解决粒子加速/偏转问题； 通过分析粒子在变化电场中的运动过程，培养逻辑推理能力，理解电场力的瞬时性对运动的影响，体会科学思维方法； 通过示波器电子偏转等实际应用的学习，了解科学探究的过程，掌握用物理模型解决变化电场中粒子运动问题的方法； 培养严谨的分析习惯，认识到该规律在粒子加速器、电子设备中的应用，增强对物理知识科技价值的认知。 重点及难点 从动力学观点和能量观点分析带电粒子在电场中的加速运动 题型及难度 选择题、计算题， 难度中等 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 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 第九章 静电场及其应用 3 知识导航-带电粒子在变化电场中的运动 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 4 【问题导入】 1、 电场强度的大小和方向随时间做周期性变化的电场叫作交变电场(常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等)。若带电粒子进入电场时初速度为零，或初速度方向与电场方向平行，带电粒子在交变电场静电力的作用下，做什么运动呢？ 2、 如图所示，竖直空间存在足够大匀强电场，电场强度随时间变化图像如右图所示，规定竖直向下为的正方向，一质量为m的带负电小球在时刻由点A静止释放，已知qE=mg，T=6s，g=10m/s2， 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 【思考与讨论】 1.带电粒子在电场中受力情况如何? 2.带电粒子在电场中加速度为多大?做什么运动？ 3.0~内小球的位移? 4.从0时刻到小球上升到最高点的时间是多少? 5.0~T内的位移? 6.试着画出0~T内的加速度随时间变化图像? 7.试着画出0~T内的速度随时间变化图像? 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 5 【典例1】如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像.当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子,设带电粒子只受静电力的作用,则下列说法中正确的是 (　　) A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 2 s末带电粒子回到原出发点 C. 4 s末带电粒子的速度为零 D. 0~3 s内,静电力做的总功为零 【必备知识】带电粒子在电场中运动情况的分析. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 6 【关键能力】 【答案】D　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 7 【探究总结】 　1. 通常将U-t图像、E-t图像、φ-t图像等转化为a-t图像,进一步绘制出v-t图像,可将复杂的运动过程直观地描述出来. 2. 判断粒子一直向某一方向运动,还是做往复运动,关键是判断粒子的速度为零后加速度的方向,若加速度的方向与原来运动方向相同,粒子将继续向同一方向运动,若粒子加速度方向与原来运动方向相反,粒子将向反方向运动. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 8 【对标训练1】如图所示,A、B两金属板平行放置,在t=0时将电子从两板中间由静止释放(电子的重力忽略不计),分别在A、B两板间加上下列哪种电压时,有可能使电子到不了B板 (　　) 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 9 【答案】B 【解题思路】 【易错提醒】对粒子进行受力分析和运动学分析,结合v-t图像,对粒子的运动形式作出准确判断. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究1　带电粒子在交变电场中的直线运动 10 【问题导入】 如图所示，一对平行金属板长为L，两板间距为d，两板间所加交变电压为UAB，交变电压的周期T=。质量为m、电荷量为e的电子从平行板左侧以速度v0沿两板的中线持续不断的进入平行板之间，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的电子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用 探究2　带电粒子在交变电场中的曲线运动 【思考与讨论】 1.请作出t=0时刻进入电场的电子，在两板间运动的v-t图像 2.请作出t=时刻进入电场的电子，在两板间运动的v-t图像 3.请作出t=时刻进入电场的电子，在两板间运动的v-t图像 4、请作出t=时刻进入电场的电子，在两板间运动的v-t图像 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 11 【典例2】如图甲所示,长为8d、间距为d的平行金属板水平放置,O点有一粒子源,O点到两极板的距离相同,能持续水平向右发射初速度为v0、电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子,在两板间存在如图乙所示的交变电场,取竖直向下为正方向,不计粒子重力,下列判断正确的是 (　　) A. 粒子在电场中运动的最短时间为 B. 射出电场的粒子的最大动能为mv02 C. t=时刻射入的粒子,从O'点射出 D. t=时刻射入的粒子,打在下极板上 【必备知识】带电粒子在交变电场中做曲线运动的分析. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究2　带电粒子在交变电场中的曲线运动 12 【关键能力】 【答案】A　 【解题思路】 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究2　带电粒子在交变电场中的曲线运动 13 【探究总结】若带电粒子以一定的初速度垂直于电场方向进入交变电场,粒子将做曲线运动,应运用运动的独立性,分方向对粒子的运动进行分析: (1) 在初速度方向上,粒子做匀速直线运动. (2) 在垂直初速度方向上, ① 若带电粒子的初速度很大,粒子通过交变电场时所用时间极短,粒子在该段时间内电场几乎不变,可认为粒子所受静电力为恒力. ② 若带电粒子的初速度较小,粒子通过交变电场时所用时间较长,粒子将在此方向上做加速、减速交替的运动,可利用vy-t图像进行分析在此方向上的速度、位移. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究2　带电粒子在交变电场中的曲线运动 14 【对标训练2】如图甲所示,真空中水平放置两块长度均为d、间距也为d的平行金属板A、B,两板与一交变电源相连,交变电压的变化周期如图乙所示,在两板左侧紧靠A板处有一个粒子源P,从t=0时刻开始连续发射初速度大小为v0,方向平行于金属板的相同带电粒子.若t=0时刻发射的粒子恰好到达B板右侧边缘处,已知粒子的质量为m,电荷量大小为q,交变电压U未知,不计粒子重力及相互间的作用力,求: (1) 交变电压U的大小; (2) t=0时刻发射的粒子在0~时间内的电势能的变化量; (3) 哪些时刻发射的粒子恰好到达上极板右端. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究2　11 15 【答案】　 【解题思路】 【易错提醒】交变电场中的往复运动,容易忽略多解性. 未来密码 高考物理关键能力提升 必修第三册 第九章 静电场及其应用 探究2　11 16 $