带电粒子在电场中加速优秀课件
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公开课《带电粒子在电场中的运动》省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件
tan
eU 2l mv02d
U2l 2U1d
y U2l 2 4U1d
与粒子旳电量q、 质量m无关
SKT思索题
试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场
时就好象是从初速度所在直线旳中点沿直线离开
电场旳。 x
θ
y
qUl 2 2mv02d
tan
qUl mv02d
qUl 2
x y 2mv02d
第九节：带电粒子在电场中旳运动
QJJR情景引入
火爆旳电视剧让你深深旳沉迷在其中，你 旳心情随情节而起伏，从我们物理学旳角度， 我想问你，你了解电视机旳工作原理吗？电视 机是怎样工作旳，在电子技术中，示波器能简 朴旳反应这一原理，就让我们从电子在电场中 旳运动说起吧！
SWMB三维目的设计
能够从受力和能量转换旳角度分析带电粒子 在电场中旳运动，培养用运动分解旳措施来研究 问题旳能力，进而了经过示波器旳研究了解电视 机旳工作原理，渗透物理学措施旳教育：利用理 想化措施，突出主要原因，忽视次要原因，认识 哲学旳措施美。
A、有相同旳质量
B、有相同旳电荷量 C、有相同旳比荷
C
D、属于同一元素旳同位素
y
qUl 2 2mv02d
KTLX课堂练习2
2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置旳两块
平行金属板，质量为m、电量为+q旳质子，以极
小旳初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为
U时，粒子到达N板旳速度为v，假如要使这个带
电粒子到达N板旳速度为2v ，则下述措施能满足
解：由动能定理，得
eU 1 mv 2 2
v 2eU m
代入数值得：v=3.0×107m/s
y
1 qU
带电粒子在电场中加速运动(精品课)
合外力的功等于动能的变化量
WAB EPA EPB
W合 EK EK 2 EK1
带电粒子在电场中的运动（一）
直 线 运
动
学习目标：
1 会分析带电粒子在电场中的运动性质。 2 掌握带电粒子在加速电场中的运动规律和特 点。
预习“带电粒子的加速”部 分
思考：
（1）带电粒子+q处于匀强电 （2）+q粒子以速度v0平行电 场中，这个粒子将做 什么运 场线进入匀强电场，粒子将做 动？（不计重力） 什么运动？
当a=0运动性质有：静止或匀速直线运动；
当a为定值则为匀变速运动（a与v共线为直线，a与v不共线则为 曲线）。
（3）选择公式列方程，求解。
例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电 子。在炽热金属丝和金属板间加以电压 U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空 中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出 后的速度有多大？（设电子刚从金属丝射出时 的速度为零。） 金属丝 金属板
2 2
1 2 1 2 qU mv - mv 0 2 2
v 2qU 2 v0 m
v
2qU 2 v0 m
如果v0=0呢？
v
2qU m
电荷在电场中直线运动的分析思路：
（1）正确的受力分析。 粒子，正负离子等，除有说 重力：①基本粒子，如电子，质子， 明或暗示以外，均不考虑重力。 ②宏观带电体，如液滴，小球等除有说明或者暗示以外，一般 要考虑重力。 ③题中没有任何说明的，有时要比较F电与G的大小，有时要根据 题意自己判断。 （2）判断加速度a的情况（由F合=ma求）
第一章第9节
带电粒子在电场中的运动
知识回顾：
1
F合 ma
WAB EPA EPB
W合 EK EK 2 EK1
带电粒子在电场中的运动（一）
直 线 运
动
学习目标：
1 会分析带电粒子在电场中的运动性质。 2 掌握带电粒子在加速电场中的运动规律和特 点。
预习“带电粒子的加速”部 分
思考：
（1）带电粒子+q处于匀强电 （2）+q粒子以速度v0平行电 场中，这个粒子将做 什么运 场线进入匀强电场，粒子将做 动？（不计重力） 什么运动？
当a=0运动性质有：静止或匀速直线运动；
当a为定值则为匀变速运动（a与v共线为直线，a与v不共线则为 曲线）。
（3）选择公式列方程，求解。
例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电 子。在炽热金属丝和金属板间加以电压 U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空 中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出 后的速度有多大？（设电子刚从金属丝射出时 的速度为零。） 金属丝 金属板
2 2
1 2 1 2 qU mv - mv 0 2 2
v 2qU 2 v0 m
v
2qU 2 v0 m
如果v0=0呢？
v
2qU m
电荷在电场中直线运动的分析思路：
（1）正确的受力分析。 粒子，正负离子等，除有说 重力：①基本粒子，如电子，质子， 明或暗示以外，均不考虑重力。 ②宏观带电体，如液滴，小球等除有说明或者暗示以外，一般 要考虑重力。 ③题中没有任何说明的，有时要比较F电与G的大小，有时要根据 题意自己判断。 （2）判断加速度a的情况（由F合=ma求）
第一章第9节
带电粒子在电场中的运动
知识回顾：
1
F合 ma
10.5.1带电粒子在电场中的加速课件-人教版(2019)必修第三册(共28张PPT)
如果限定了加速电压的最大值，那该如何使带电粒子获得更高 的能量呢？
可以让加速后的电子再次进入电场进行多次加速。 如图所示，多个加速器依次排列，使粒子多次加速。
环节三：设计高能直线加速器
这个装置把单级加速改为多级加速，解决了最大电压限制的问 题。但每个加速器都需要一个电源供电，装置结构有点复杂。这个 装置能否进一步简化？
方法2：根据动能定理有W电=ΔEk，且有W电=qU，解得v= 2mqU。 在处理带电粒子在电场中运动的问题时，通常粒子受到的重力远远 小于粒子受到的电场力，因此重力可以忽略不计。
环节一：分析带电粒子的加速过程
根据前面的推导过程，回答问题： (1)如果带电粒子的初速度不为0，则其末速度v为多大？ 如果带电粒子的初速度不为0，也可以分别从牛顿运动定律和 动能定理的角度列式求解。用动能定理求解会更简单一些。
由动能定理有qEl=12mv2， 解得E=m2qvl2=1.672××110.6−×271×0−(11.90××41.007)2 N/C=1.30×105 N/C。
谢谢！
第10章 静电场中的能量
第5节 带电粒子在电场中的运动
第1课时 带电粒子在电场中的加速
导入一
电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？加速过程又 有怎样的特点呢？
导入二
当今科技前沿的粒子物理 研究，需要用极高能量的带电 粒子，作为“炮弹”去轰击各 种微观粒子、原子等，来打开 物质内部的微观世界。这就需 要各种粒子加速器，充当制造高能“炮弹”的“工厂”。那么，如 何设计一个加速器，可以让带电粒子获得很高的能量呢?
现在的医用直线加速器需要使电子加速后的能量达到MeV的量 级，则需要多大的加速电压？
加速电压U=Eek=1 MV=106 V。 想要得到MeV级能量的带电粒子，需要百万级的加速电压。但 平行板电容器能承受的最大电压只有几十千伏。如果直接加速，实 施过程中在技术性、安全性上都存在很大困难。
可以让加速后的电子再次进入电场进行多次加速。 如图所示，多个加速器依次排列，使粒子多次加速。
环节三：设计高能直线加速器
这个装置把单级加速改为多级加速，解决了最大电压限制的问 题。但每个加速器都需要一个电源供电，装置结构有点复杂。这个 装置能否进一步简化？
方法2：根据动能定理有W电=ΔEk，且有W电=qU，解得v= 2mqU。 在处理带电粒子在电场中运动的问题时，通常粒子受到的重力远远 小于粒子受到的电场力，因此重力可以忽略不计。
环节一：分析带电粒子的加速过程
根据前面的推导过程，回答问题： (1)如果带电粒子的初速度不为0，则其末速度v为多大？ 如果带电粒子的初速度不为0，也可以分别从牛顿运动定律和 动能定理的角度列式求解。用动能定理求解会更简单一些。
由动能定理有qEl=12mv2， 解得E=m2qvl2=1.672××110.6−×271×0−(11.90××41.007)2 N/C=1.30×105 N/C。
谢谢！
第10章 静电场中的能量
第5节 带电粒子在电场中的运动
第1课时 带电粒子在电场中的加速
导入一
电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？加速过程又 有怎样的特点呢？
导入二
当今科技前沿的粒子物理 研究，需要用极高能量的带电 粒子，作为“炮弹”去轰击各 种微观粒子、原子等，来打开 物质内部的微观世界。这就需 要各种粒子加速器，充当制造高能“炮弹”的“工厂”。那么，如 何设计一个加速器，可以让带电粒子获得很高的能量呢?
现在的医用直线加速器需要使电子加速后的能量达到MeV的量 级，则需要多大的加速电压？
加速电压U=Eek=1 MV=106 V。 想要得到MeV级能量的带电粒子，需要百万级的加速电压。但 平行板电容器能承受的最大电压只有几十千伏。如果直接加速，实 施过程中在技术性、安全性上都存在很大困难。
微型专题03 带电粒子在电场中的运动(四种题型)(课件)(共33张PPT)
面方向的偏转距离Δy；
(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所
受重力，请利用下列数据分析说明其原因.已知U＝2.0×102 V，d＝4.0×10－2 m，m
＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，g＝10 m/s2.
新教材 新高考
1
解析（1）根据动能定理，有 eU0＝ mv02，
里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点.几何最高点是图形
中所画圆的最上端，是符合人眼视觉习惯的最高点.而物理最高点是物体
在圆周运动过程中速度最小(称为临界速度)的点.
新教材 新高考
例4.如图所示，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带
电荷量为＋q的珠子，现在圆环平面内加一个匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始
仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8)。求:
(1)液滴的质量;
(2)液滴飞出时的速度。
新教材 新高考
答案:(1)8×10-8 kg
7
(2) 2 m/s
解析:(1)根据题意画出带电液滴的受力图如图所示,可得
qEcos α=mg
E=
暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）
2.带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说
明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
注意：某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
新教材 新高考
带电粒子在匀强电场中运动状态：
静止
平衡（F合=0）
匀速直线运动
匀变速运动
（F合≠0）
匀变速直线运动—加速、减速
带电粒子在电场中的加速和偏转 ppt课件
U＞ U/.时, eU eU / EK0
粒子能到C板。表中有点流。5
二．偏转 (不计重力)
如图：设加速电压U１；偏转电压U２，板长l，板间距 离d；带电粒子+ｑ，ｍ，初速为0。
V0
F1
F2
U2
Vt
U1
L
1．加速： qU1=
1 2
mV02
0
进入偏转场类平抛；
水平：匀直。 竖直：初速为0，匀加速直线。
-
粒子：m、+q、V0=0 求Vt＝？
法（一）运动和力的观点
F
+
-
A
B
Vt2 2ad
a
qE m
ห้องสมุดไป่ตู้
∴ Vt
2qU m
U
E
U d
法（二）能量
动能定理：WEK ∴ qU1 2mtV 20
或能量守恒： 电减＝EK增 ∴ qU1 2mtV 230
2．非匀强场：
+q F
A
B
AB电压U，求Vt＝？
动能定理：qU12mtV 20
问题2：若Uy=Umsinωt，则电子束如何运动？
19
2．电子束水平方向运动
y
问题3：要使电子束在x轴上自左至
右匀速运动，应加什么样的电压？
x 同理：
UxL2 4dU1
Ux
UX
X
且Ux∝t
∴可得x∝t
t
问题4.上述两种电压同时加在Y、X两个偏转板上，且
Tx=Ty,看到的是什么样的图形？
y
y
y
X
Tx=Ty,
结论：无论是否匀强电场，电场力的功取 决于qU。
）
4
高中物理带电粒子在电场中的运动市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
向偏移旳距离y。
F
++++++
y
-q
m- - - d- - -
L
U
解： 1）电子在垂直电场方向做匀速运动，由 L=v0t
可求得电子在电场中旳运动时间t=L/v0，
2）电子在沿电场方向做匀加速运动， 加速度a=F/m=qE/m=eU/md. 电子射出电场时竖直偏移旳距离y=at2 /2，
（其中t为电子在电场中运动时间），
求电荷到达负极板时旳速度？
U +
+
+
•q
+
F
-
--
-
+
d
-
A
B
1。利用运动学和动力学措施求解，设板间
距为d,因电场力为恒力，所以有
a F qU m md
根据v22 v12 2ad
可得v2 2qU / m
2。利用能量观点求解
根据W
qU
1 2
mVt 2
1 2
mV02
可得v2 2qU / m
-q
v0
m- - - d- - -
L
U
解： 1）电子在水平方向做匀速运动，由 L=v0t
可求得电子在电场中旳运动时间t=L/v0，
例题2： 一电子水平射入如图所示旳电场中，
射入时旳速度V0=3.0X107m/s.两极板旳长度 为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压
U=200V.求2）电子射出电场时沿垂直板面方
有
=
=0.012, 得：φ=0.69°
练习3。两块平行旳金属板A、B之间旳电压是 80V，一种电子以6.0×106 m/s旳速度从小 孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上 吗？假如能打在B板上，它到达B板时旳速 度有多大？假如电源电压变为120V，情况又 会怎样？
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
带电粒子在电场中的运动
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
----示波器
回顾
1、带电粒子在电场中的加速
1
qU mvt 2
2
2、带电粒子在电场中的偏转
粒子作类平抛运动
3、带电粒子加速与偏转问题综合
若带电粒子由静止先经加速电场(电压 U1)加速，又进入偏
2
1 2 qU2l
y＝2at ＝2dmv20
转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量
组成结构：电子枪，偏转电极和荧光屏；
管内抽成真空；电子枪的作用是产生高速飞行的电子；
示波管原理示意图：
示波管
1、如果在偏转电极X X' 之间和偏转电极Y Y' 之间都没有加电压
电子束从电子枪射出后沿直线传播，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑。
示波管
2、如果在电极 X X' 之间不加电压，但在 Y Y' 之间加不变的电压
qU1＝1mv20
2
U2l2
U2l
⇒y＝
，速度偏转角的正切值为 tan θ＝
。
4dU1
2U1d
偏转电极的不同放置方式
若金属平行板水平放置，电子将在竖直方向发生
偏转。
若金属平行板竖直放置，电子将在水平方向发生
偏转。
示波管
新知讲解
示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管
示波管
常见的扫描电压：
（2）信号电压：UYY'（竖直方向）
常见的信号电压：
示波管
研究：若在水平方向和竖直方向分别加入如图所示的交变电压，显示屏上的图像如何？
要点：
（1）若周期电压发生变化，则象限图中形成
的图像也会变化。
高中物理带电粒子在电场中的运动精品课件-PPT
四、示波器得原理 (第二课时)
1、示波器作用:就是一种用来观察电信号随时间 变化得电子仪器。
2、她得核心部件就是示波管:由电子枪、偏转电 极和荧光屏组成,管内抽成真空。
四、示波器得原理
产生高速飞 锯齿形扫 行得电子束 描电压
使电子沿x 方向偏移
待显示得 电压信号
使电子沿Y 方向偏移
3、原
理已知:U1、l、YY׳偏转电极得电压U2、板间距d 、 板
y U2l2
4U1d
与粒子得电量q、 质量m无关
中,重力可忽略。在满足电子能射出平行板区得条
件下,下述四种情况中,一定能使电子得偏转角θ变大
得就是 ( )
A、U1变大、U2变大 C、U1变大、U2变小
B、U1变小、U2变大 D、U1变小、U2变小
析与解 对加速过程由动能定理:
qU1
1 2
mv02
mv02 2qU1
对偏转过程由偏转角正切公式:
开电场后得偏转角正切为0、25
√D、如果带电粒子得初动能为原来得2倍,则粒子离 开电场后得偏转角正切为0、25
强化练习
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子
(质量为4m、电量为2e)以相同得初动能垂
直射入同一偏转电场中,离开电场后,她们
得偏转角正切之比为
2:1,侧移之比
为
。2:1
tan qUl
析与解
y
qUl 2 2mv02d
而yc yb
v0c ya
ybv0b又y又 t1atvl20
2
tc tb ta tb
而la lb v0a v0b
Ek W qEy
Eka Ekb Ekc
强化练习
7、如图,电子在电势差为U1得加速电场中由静止开 始加速,然后射入电势差为U2得两块平行极板间得 电场中,入射方向跟极板平行。整个装置处在真空
高中物理精品PPT课件《带电粒子在电场中的运动》(23张)
如果带电粒子沿垂直电场的方向进入匀 强电场，它将怎样运动呢?
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
下面我们来探讨带电粒子的偏转
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
U
--------
l
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d v0
q、m +
UF
--------
l
1.q的受力怎样? －q的受力又怎样? 2.水平方向和竖直方向的运动性质怎样? 3.与学过的哪种运动形式类似? zxxk
二、带电粒子的偏转
带电粒子 沿垂直电场的方向进入匀强电场,
做类平抛运动：
垂直电场方向:zxxk 做匀速直线运动 平行电场方向: 做初速度为0的匀加速直线运动
二、带电粒子的偏转
+++++++++
d
q、m +
v0
UF
--------
偏移距离
y
+θ
v0
l
4.如何求粒子的偏移距离?
vy v
偏转角
5.如何求粒子的出射速度大小及偏转角?
解:垂直电场方向:飞行时间
t
l v0
平行电场方向:加速度 a F eU
m md
偏移距离
y
1 2
at 2
1 2
eUl2 mv02d
qUl
偏移角
vy a
tin
t
vy v0
带电粒子在电场中的运动ppt课件
A
B
C
D
E
F
U
－
U ~
＋
U
u0
多级直线加速器示意图
0
T
2T
t
-u0
二、带电粒子在电场中的偏转
【情景】如图，水平放置一对金属板Y和Y′,长度为L，相距为d，极板间的
电压为U。一电荷量为q质量为m的电子，从两板中央以水平速度v0射入。
【问题】
-
Y
1.请你分析电子的运动？ 2.求电子穿出电场时的侧移量y与偏转角的tanθ.
对带电粒子在电场中的运动，从受力的角度来看，遵循牛顿运动定律，从
做功的角度来看，遵循能的转化和守恒定律．
★研究带电粒子运动的主要工具：
电场力 F=qE
加速度 a=F/m
电场力的功 W=qU
动能定理
W
qU
1 2
mvt 2
1 2
mv02
一、带电粒子在电场中的加速
【情景】如图,真空中一对金属板间距为d,加上电压U。若一个质量为m,带正电荷q的粒子, 在静电力的作用下由静止开始运动从正极板向负极板运动。
第十章 静电场中的能量 第 5 节 带电粒子在电场中的运动
教学目标
1．掌握带电粒子在电场中加速和偏转所遵循的规律． 2．带电粒子在电场中的偏转问题及应用 3．知道示波器的主要构造和工作原理．
新课引入
大型粒子对撞机
医用直线加速器(IGRT)
示波器
新课引入
在现代科学实验和技术设备中，常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。
t
X
Y′
课堂小结
通过本节课的学习，你学到了哪些知识？学会了哪些方法？
知识总结：
1.带电粒子在电场中的加速运动。
带电粒子在电场中的运动--优质获奖课件
答案 C
借题发挥 解答本题的关键是要通过读题理解 灵敏度的物理含义，然后通过运算得出灵敏度 的表达式来加以分析选择．
【变式 2】 示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可 以等效成下列情况：如图 1－4－8 所示，真空室中电极 K 发出电 子(初速度不计)，经过电压为 U1 的加速电场后，由小孔 S 沿水平 金属板 A、B 间的中心线射入板中．金属板长为 L，相距为 d，当 A、B 间电压为 U2 时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显 示亮点．已知电子的质量为 m、电荷量为 e，不计电子重力，下列 情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是( )．
度为vy.根据题意得：eU1＝12mv20.
①
电子在A、B间做类平抛运动，当其离开偏转电场时侧向速
度为vy＝at＝emUd2·vL0.
②
结合①②式，速度的偏转角θ满足： tan θ＝vv0y＝2Ud2UL1. 显然，欲使θ变大，应该增大U2、L，或者减小U1、d.正确选 项是B.
答案 B
【典例 3】 在如图 1－4－9 所示的平行板电容器的两板 A、 B 上分别加如图 1－4－10①、②所示的两种电压，开始 B 板的电 势比 A 板高．在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运 动．若两板间距足够大，且不计重力，试分析电子在两种交变电 压作用下的运动情况，并画出相应的 v－t 图象．
式中vy＝at＝qdUm1·vl0，vx＝v0，代入得tan θ＝mqUv201dl .
粒子从偏转电场中射出时偏移量y＝
1 2
at2＝
1 2
·qdUm1
·vl0
2，作粒
子速度的反向延长线，设交于O点，O点与电场边缘的距离为x，
qU1l2 则x＝tany θ＝2qdUm1vl02＝2l .
带电粒子在电场中的加速课件-高二物理人教版(2019)必修第三册
粒子加速后的速度只与加速电压有关 （或带电粒子的比荷）
平行金属板两端电压U
解法2：功能关系（能量学观点）
1
2
qU mv 0
2
初速度不为零呢？
=
v
1
2
2 1
- 0
2
2
2qU
2
v0
m
U
2qU
v
m
+
F
-
E
所需条件：
带电粒子电荷量q
带电粒子质量m
（或带电粒子的比荷）
平行金属板两端电压U
如图 乙所示。在 t＝0 时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数
圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒 1 之间的电场中由静
止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒 1，为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能
恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。
对比两种方法：
1.利用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，仅
适用于匀强电场中，物体做匀变速直线运动，即
物体必须沿着电场线进入匀强电场。
2.利用动能定理，适用于一切电场因为公式W=qU
适用于任何电场。
练一练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，
哪种粒子动能最大 （ D ）
哪种粒子速度最大 （ B ）
2
v1
q1m2
v2
q2 m1
1
2
q
U
m
v
对 α 粒子： 2
2 2
2
1 4
2
2 1
1
二、带电粒子在电场中的偏转:
平行金属板两端电压U
解法2：功能关系（能量学观点）
1
2
qU mv 0
2
初速度不为零呢？
=
v
1
2
2 1
- 0
2
2
2qU
2
v0
m
U
2qU
v
m
+
F
-
E
所需条件：
带电粒子电荷量q
带电粒子质量m
（或带电粒子的比荷）
平行金属板两端电压U
如图 乙所示。在 t＝0 时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数
圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒 1 之间的电场中由静
止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒 1，为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能
恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。
对比两种方法：
1.利用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，仅
适用于匀强电场中，物体做匀变速直线运动，即
物体必须沿着电场线进入匀强电场。
2.利用动能定理，适用于一切电场因为公式W=qU
适用于任何电场。
练一练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，
哪种粒子动能最大 （ D ）
哪种粒子速度最大 （ B ）
2
v1
q1m2
v2
q2 m1
1
2
q
U
m
v
对 α 粒子： 2
2 2
2
1 4
2
2 1
1
二、带电粒子在电场中的偏转:
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后速度最大的是 A
A．质子
1 1
H
B．氘核
2 1
H
C．α 粒子
4 2
He
D．钠离子 Na＋
跟踪训练1. 如图所示，在匀强电场E中，一带 电粒子－q的初速度υ0恰与电场线方向相同，
则带电粒子－q在开始运动后，将( C)
A．沿电场线方向做匀加速直线运动
B．沿电场线方向做变加速直线运动
C．沿电场线方向做匀减速直线运动
A．液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线 B．电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大 C．电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越短 D．定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长
BD
分析方法：运动的分解
qE mg
6. 有一个电子原来静止于平行板电容器的中间，设两 板的距离足够大，今在t=0开始在两板间加一个交变电 压，使得该电子在开始一段时间内的运动的v—t图线 如图甲所示，则该交变电压可能是图乙中的哪些？
A
图甲
7．如图甲所示，平行金属板中央有一个静止 的电子(不计重力)，两板间距离足够大．当两板 间加上如图乙所示的交变电压后，在下图中，反 映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时 间t的变化规律可能正确的是
√
√
8、如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d, 现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下 落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势 差的最小值.
带电粒子在电场中加速优秀课 件
带电粒子在电场中的运动有三种情况：
❖⑴静止
❖⑵直线运动（如匀速直线和变速直 线）
❖⑶曲线运动（如平抛、圆周运动）
解决带电粒子在电场中运动的基本思路：
1．明确研究对象，受力分析 研究对象有两种：
⑴基本粒子：如电子、质子、 α粒子、正负离子等， 受到的静电力一般远大于重力，通常情况下都不考虑 重力。（但并不能忽略质量）。
例如：若质量为m、电荷量为q的带电粒子初速度为零，经过电
势差为U的加速电场，由动能定理得，
v= 2qU ； m
若初速度为v0,则v=
v02
2qU m
在真空中的一对平行金属板，两板间的电势差为U， 一个质量为m，带电量e的电子，由静止开始运动,计算 从负极板运动到正极板时的速度。
F mg
U
例1．如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点， 将质子和α粒子分别从A点由静止释放，到达B点时 它们速度大小之比为多少？
解：由题意及 U-t 图象可知，微粒在 0.04s 内 v-t 图 象如图。
在 0.01s 内，U=Ed ① v qE=ma ②
x=
1 2
at
2
③
0
0.02 0.04
t/s
联立以上三式得，x=0.1m
由 v-t 图象得，在 0.04s 内的位移为 4x=0.4m
当堂达标答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 D A BC C C A AD
1．两平行金属板相距为 d，电势差为 U，一电子质量
为 m，电荷量为 e，从 O 点沿垂直于极板的方向射出，
最远到达 A 点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子
具有的初动能是
A.eUdh
B．edUh
h
√h
3．如图所示,足够长的两平行金属板正对竖直放置，它 们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连．闭合开 关后,一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放, 最终液滴落在某一金属板上．下列说法中正确的是
解解：：粒粒 子由 子A由 到BA过到程B中过，程由中 动能 ，定由理动 得能定理
qqUUAB AB
12m12v2m, 解v得 2 , 解 v 得2vqmUAB
2qU AB m
所所以以vv质 vv质
qq质mm质 qq 质 =mm质 12 =14
=
12：1 4 21
=
2： 1
当堂达标：
2. 下列粒子从静止状态经过电压为 U 的电场加速
q tan
场强方向为水平向左
(3)当微粒到达 B 点速度恰好为零时，射入电场的速度最小。
微粒受到的合力
F
mg 合=sinθ
对微粒由 A 到 B 过程，应用动能定理得
- simnθg ·L=- 12mvB2
解得 VB=2.8m/s
跟踪训练2．如图所示，两块长均为L的平行金属板M、 N与水平面成α角放置在同一竖直平面，充电后板间 有匀强电场。一个质量为m、带电量为q的液滴沿垂 直于电场线方向射入电场，并沿虚线通过电场。下列
（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）要使微粒从 A 点运动到 B 点，微粒射入电场时的最小 速度是多少？
解：(1)微运动
mg
（2）由受力分析得 tanθ=mqEg ，解得 E mg 1.7104 N / C
D．偏离电场线方向做曲线运动
qE
mg
例 2．一个带正电的微粒，从 A 点射入水平方向的匀强电场中， 微粒沿直线 AB 运动，如图，AB 与电场线夹角 θ=30°，已知带 电微粒的质量 m=1.0×10－7kg，电量 q=1.0×10－10C，A、B 相距 L=20cm．（取 g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：
⑵带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等，一般都 考虑重力。
2．带电粒子在电场中加速、减速 ①先受力分析（重力、电场力、弹力、摩擦力） ②再进行运动过程分析 ③选择恰当规律解题
解决带电粒子在电场中运动的基本思路：
3．运动轨迹和过程分析 带电粒子运动形式决定于：粒子的受力情况
和初速度情况．
4．解题的依据 ⑴力的观点：牛顿运动定律和运动学公式． ⑵能的观点：动能定理、能量守恒定律．
判断中正确的是( AD )
A.电场强度的大小E＝mgcosα/q B.电场强度的大小E＝mgtanα/q C.液滴离开电场时的动能增量为-mgLtanα D.液滴离开电场时的动能增量为-mgLsinα
qE
·
α
mg
例 3．如图甲所示，在两块相距 d=50 cm 的平行金 属板 A、B 间接上 U=100 V 的矩形交变电压（如图乙）。 在 t=0 时刻，A 板电压刚好为正，此时正好有质量 m=10-17 kg，电量 q=10-16 C 的带正电微粒从 A 板由静止开始向 B 板运动，不计微粒重力，求在 t=0.04 s 时，微粒离 A 板的水平距离是多少？