第10章 10.5 课时3 带电粒子在变化电场中的运动（正文）（Word版）-【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学案（人教版）
5.3 带电粒子在变化电场中的运动
【定标—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 | 1.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。 2.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。 3.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。 4.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。 5.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。
| 1.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； 2.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； 3.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； 4.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 | ||
【本课时主要内容】
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带电粒子在变化
电场中的运动
【答案】0 电场方向平行 匀速直线运动 类平抛 加速、减速
探究1 带电粒子在交变电场中的直线运动
【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
的带负电小球在
时刻由
点静止释放，已知
，
，
，
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【思考与讨论】
- 带电粒子在电场中受力情况如何?
- 带电粒子在电场中加速度为多大?做什么运动？
内小球的位移?- 从0时刻到小球上升到最高点的时间是多少?
内的位移?- 试着画出内的加速度随时间变化图像?
- 试着画出内的速度随时间变化图像?
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 ( )
典例1
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
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