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(共24張PPT)
§5 帶電粒子在電場中的運動
第十章 靜電場中的能量
高中物理(人教版2019)必修第三冊
【情景一】如圖,真空中一對金屬板間距為d,加上電壓U。若一個質量為m,帶正電荷q的粒子, 在靜電力的作用下由靜止開始運動從正極板向負極板運動。則粒子加速后的速度？
(不計粒子的重力）
帶電粒子在電場中的加速
1.帶電粒子受什么力？加速度？
2.帶電粒子在極板間做初速度為零的勻加速直線運動
利用牛頓運動定理求解
01
02
思路1
3
PART 01
帶電粒子在電場中的加速
帶電粒子的分類
電場階段性小結
1.帶電粒子（微觀）：如電子、質子、α粒子、正負離子等。由于它們在電場中所受的電場力遠大于重力， 所以研究它們在電場中的運動時，重力可以忽略。
2.帶電微粒（宏觀）：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。
注：忽略粒子重力不是忽略粒子的質量。
1
研究帶電粒子加速的基本方法
2
物理觀念
力和運動觀
功能觀
物理規律
（1）靜電力做功的計算方法
（2）動能定理的表達式
（1）牛頓第二定律
（2）粒子在電場中的受力及加速度
（3）粒子在電場中加速的運動方式
（4）勻加速直線運動的基本規律
思路1
思路2
針對問題
針對勻強電場，涉及加速度及時間相關的問題
可針對任何電場，涉及速度及位移相關的問題
【情景一】如圖,真空中一對金屬板間距為d,加上電壓U。若一個質量為m,帶正電荷q的粒子, 在靜電力的作用下由靜止開始運動從正極板向負極板運動。則粒子加速后的速度？
帶電粒子在電場中的加速
思路2：能量觀點：
——利用動能定理
3
帶電粒子在電場中的加速
3
兩種求解電子末速度的方法，哪一種適用性更廣？
牛頓運動力學
功能關系
僅適用于勻強電場
適用于任何電場
小試牛刀：【情景二】如圖,真空中一對金屬板間距為d,加上電壓U。若一個質量為m,帶正電荷q的粒子, 在靜電力的作用下由初速度v0開始運動從正極板向負極板運動。則粒子加速后的速度？
帶電粒子在電場中的加速
3
PART 02
帶電粒子在電場中的偏轉
實驗演示：
帶點粒子在電場中偏轉的運動分析
1
實驗現象：
帶點粒子在電場中偏轉的運動分析
2
1.受力分析：
僅受豎直向下的電場力
做類平拋運動
2.運動分析：
垂直電場方向：勻速直線運動
沿電場方向：初速度為零的勻加速直線運動
【情景三】如圖，一帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向以初速度v0 射入電場，若不計粒子的重力，帶電粒子將做什么運動？
G
F電
v0
研究帶粒子在電場中偏轉的基本方法
3
平拋運動
類比學習法
(1)平拋運動的特點
(2)平拋運動速度規律公式
(3)平拋運動位移規律公式
(4)平拋運偏轉角規律公式
帶電粒子在帶粒子在電場中偏轉
（類平拋運動）
情景四：如圖一所示，一電荷量q，質量m的帶正電的粒子以 速度v0，沿中線垂直進入平行板間的勻強電場，上極板帶正電，下極板帶負電，若上下兩板間電勢差為U，間距為d，極板長度為L，求當粒子能從平行板間飛出時粒子的沿電場方向偏移距離y為多少？速度的偏轉角θ為多少？
類比
平拋運動
加速度 g
水平位移
運動時間
豎直位移
水平速度
豎直速度
偏轉角度
帶電粒子在電場中的偏轉
類比
帶粒子在電場中偏轉的規律
4
課堂練習
02
PART 03
課堂小結
小結
帶電粒子的加速
帶點粒子的偏轉
1
PART 04
作業布置
課堂作業
完成課本P49頁問題與練習1，3，4題
拓展作業
如何處理帶電粒子先加速后偏轉問題
示波管的構造和原理
作業與練習
1
PART 05
課堂練習
課堂練習
01
D
1．如圖所示，A、B為勻強電場中同一條電場線上的兩點，一個負電荷從A點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點運動到B點。以下圖像中能正確描述位移x、靜電力F、速度v和加速度a各物理量隨時間變化的是（ ）
2．下列帶電粒子經過電壓為U的電壓加速后，如果它們的初速度均為0，則獲得速度最大的粒子是（　　）
A．質子
B．氚核
C．氦核
D．鈉離子Na+
課堂練習
03
A
3．如圖，一對金屬板水平放置，間距足夠大，極板間的電壓為U，在金屬板右側有一豎直屏。一不計重力的帶電粒子從兩板中央以水平速度v0入射，入射方向的延長線與屏的交點為O點，粒子打在屏上的位置與O點的距離為y。將U變為0.5U，v0變為0.5v0，保持其他條件不變，粒子打在屏上的位置與O點的距離將變為（　　）
A．4y B．2y
C．y D．0.5y
課堂練習
04
B
謝謝聆聽

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