带电粒子在电场中的运动(公开课)
公开课《带电粒子在电场中的运动》课件
教学方法：讲解、演示、互动讨论。 课程评价：课堂互动、作业、考试等。
02
CATALOGUE
带电粒子在电场中的基本概念
电场的定义与性质
总结词
描述电场的基本概念和性质，包括电场的定义、电场线的描绘以及电场对带电粒子的作 用。
详细描述
电场是由电荷产生的，对放入其中的电荷有力的作用。电场具有方向和大小，可以用电 场线来表示。电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远。带电粒子在电场 中受到电场力的作用，这个力的大小和方向取决于带电粒子的电荷量和所处的电场强度。
公开课《带电粒 子在电场中的运 动》课件
目 录
• 课程介绍 • 带电粒子在电场中的基本概念 • 带电粒子在电场中的运动分析 • 带电粒子在电场中的能量分析 • 带电粒子在电场中的动量分析 • 带电粒子在电场中的重要应用
contents
01
CATALOGUE
课程介绍
课程目标
掌握带电粒子在电场 中的受力及运动规律。
电场对带电粒子的作用力
动量变化规律
带电粒子在电场中受到电场力的作用， 该力的大小和方向与电场强度和电荷 量有关。
带电粒子在电场中的动量变化与电场 力、粒子质量和时间等因素有关，遵 循动量定理和牛顿第二定律。
动量变化与冲量关系
带电粒子在电场中受到的冲量等于动 量的变化量，冲量的大小和方向与力 的作用时间和力的大小、方向有关。
培养学生对物理现象 的观察、分析和解决 问题的能力。
理解电场对带电粒子 的影响和作用机制。
课程内容
01
02
03
04
带电粒子的基本性质和电场的 基本概念。
带电粒子在电场中的受力分析。
带电粒子在电场中的运动轨迹 和速度变化。
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
公开课教案(带电粒子在电场中的运动)
课题:9 、带电粒子在电场中的运动执教者:龙步来一、教学目标:1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。
2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。
3．知道示波管的主要构造和工作原理。
4.培养学生综合运用力学和电学的知识分析解决带电粒子在电场中的运动。
5．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。
6．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。
二、重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律三、难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。
四、课时:2个课时五、教学过程：（一）引入:复习力学及本章前面相关知识要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。
（二）授新1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。
例：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，mgqE ，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。
又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。
⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)◎打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。
设电荷所带的电量为q ，板间场强为E电势差为U ，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则电场力所做的功为：qEL qU W == 粒子到达另一极板的动能为：221mv E k = 由动能定理有：221mv qU =（或221mv qEL = 对恒力）※若初速为v 0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。
◎若打入的是负电荷（初速为v 0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请学生讨论，并得出结论。
请学生思考和讨论课本P 33问题分析讲解例题1。
（详见课本P 33）【思考与讨论】若带电粒子在电场中所受合力∑F ≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，则带电粒子将做什么运动？（曲线运动）---引出2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v 0⊥E ，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。
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
高三物理带电粒子在电场中的运动省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
离开(D不随电场移动)，求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子全部位置。
【答案】 (1)(-2L，L/4) (2)y=L2/(4x) (3)y=L2/(4x)+L2/(2nx)
第11页
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jor937fhl
来，暮笙飞身向上，用剑刺向了火龙头部，另一条火龙快速裹住暮笙腰，紧紧地抓住暮笙腰，暮笙衣服全部烧焦，露出了整个身体他身体全是 纹身，有和山神一样麒麟，有凤凰，有青龙，全都像真一样盘踞在暮笙身上。冒着黑烟。暮笙左肩凤凰开始变成火红色泛着黄红色光，真从他 左肩里飞出来了，火红色凤凰有一米多高，全身都燃烧着火红色火焰，凤凰飞出来站在暮笙头顶，皮肤开始泛红随即开始像凤凰一样燃烧，顷 刻间暮笙变成了一只比刚才大出一倍凤凰，暮笙飞向应龙所在地方，应龙火是黄色，暮笙火是红色，两种火焰纠缠在一起，暮笙拿着黑剑，黑 剑也开始燃烧着黑蓝色火焰，凤凰飞到应龙头顶，凤爪抓住应龙犄角，应龙试图将凤凰甩出去，可怎么甩凤凰牢牢抓住，凤凰翅膀上火红色羽 毛变成尖锐匕首，插向应龙身体。暮笙飞到应龙后面拉住应龙尾巴，黑剑从尾巴穿插而过，刺入地下深处，应龙被固定在了地面上。渐渐地红 色火焰越来越多把黄色火焰也给压下去了，几个小时之后，大火终于灭了，应龙身体开始一片焦黑，瞬间鳞片变成了钢铁，像铠甲一样闪着光 泽。应龙不见了。暮笙恢复了刚才模样。草原又变成了古宅模样。大火连续了这么久，古宅依然完好无损，这古宅终究是什么做这么厉害。经 历了这么事情竟然没少一块砖，没缺一个口，不禁让我心生敬仰。暮笙却消失在了我视野中。从那以后妈妈隐姓埋名生活在人间，开了一家茶 馆。妈妈竖起了头发，穿上了男人衣服，英姿飒爽，有种别样味道，在明朝，妈妈让我称他为父亲。我终于明白母亲说我是你，你也是我，我 并不是她生，而是有她和暮笙精血再加上上古神兽和妖精鬼怪法力而成。原来有些事情，有些命运从一开始就已经注定。4面具下脸孔|这个龙 形手镯跟这件事有什么关系，揭开面具那一瞬间，感觉时间静止了。我现在都现象到我脸色有多难看。顿时五雷轰顶，又好像被人从头到脚浇 了一盆凉水。我下意识咬紧了牙。只以为脑袋被撕裂了。不知道时间过去了多久，我依然注视着她脸。我和她竟然长得一模一样。心里突然一 阵恶心，五脏六腑似乎扭成了一团。一霎间，我心就像灌满了冷铅。她就是我，还是我其实是她。过了好一会才集中精力。现在才想起我大腿 受了很严重伤，火辣辣感觉窜上我大腿，绞痛，全身冰凉，迸沁着冷汗。血开始不停涌出，不一会就染红了整条裤子，血不停地流出来聚集到 冰块里，冰块开始闪烁着红光，伴随精血增多，红光不停增强。我一顾不上许多，只以为全身精血尽数流出，全都流到冰块里，冰块红光不停 增强，冰块开始融化。此时我全身经脉痉挛，痛苦不
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公开课教案1
板书设计：
1.9 带电粒子在电场中的运动
一、 带电粒子在匀强电场中直线加速
v 2qU
m
①
二、 带电粒子在匀强电场中偏转
1. x 方向：
②
2. Y 方向：
(1)
③
(2)偏移距离 (3)偏转角度
y
1 2
at 2
qL2U 2 2mv02d
U 2 L2 4 dU 1
④
tan vy qUL LU 2
运动时间： t L ；加速度： a Eq Uq
v0
m md
速度： v y
at
UqL mdv0
；
v
v
2 y
v02
图4
速度的偏转角： tan
vy v0
UqL dmv02
x 方向位移： x L v0t
y 方向位移(
偏转量
)： y
1 at 2 2
UqL2 2dmv02
（对某一粒子的偏转：y 与 U 成正比）
课时安排：2 课时
第一课时
教学过程：
◆引入新课 回顾知识：如何判断物体的运动情况，即物体保持静止、做直线运动、曲线运动条件，
举例说明？---学生回答并举例，教师总结。
◆进行新课
如图1 所示质量为 m 电荷量为 q 的带电体，能否静止在电场中？若能，请你判断带电体的电性；若不 能，请说明说明理由，学生分析并讨论。
图1 以上分析涉及到是否考虑带电体的重力问题。在处理带电体在电场中受力问题时，学生 常常因“重力是否可以忽略”这一问题感到迷茫。对于这个问题的方法可归纳为两种：
1 只有在带电粒子的重力远远小于静电力时，粒子的重力才可以忽略。 2 一般地说，微观带电粒子如电子、质子、离子、α粒子等除有说明或明确暗示外，
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
----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。
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课题：1.9带电粒子在电场中的应用
授课班级：高二（1）班授课时间：2017年9月27日授课人：郭耀虎
【三维目标】
（一）知识与技能
1．理解并掌握带电粒子在电场中的加速原理。
2．能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中的加速。
（二）过程与方法
1．分析如何利用电场使带电粒子速度大小改变即加速。
2．归纳用力学规律处理带电粒子在电场中运动的常用方法。
（三）情感、态度和价值观
1．感受从能的角度，用动能定理分析解答问题的优点。
2．进一步养成科学思维的方法。
【教学方法】启发式教学、讲授法
【教学重点】带电粒子在电场中的直线运动的分析与解答；
【教学难点】用能量观点解决带电粒子在电场中的运动。
【教学过程】
一、带电粒子
1. 基本粒子：
如电子、质子、α粒子、离子等除题目中有特殊说明或明确暗示以外，一般都不考虑它们的重力（但不能忽略其质量）。
2. 带电颗粒：如带电液滴、油滴、尘埃和小球等除题目中有说明或明确暗示以外，一般都不能忽略它们的重力。
3.一般带电体：要根据题目暗示或运动状态来判定是否考虑重力。
二、带电粒子在匀强电场中的平衡问题 1、受力分析
U mgd q d U E mg
qE =⇒⎪⎭
⎪
⎬
⎫=
= 2、运动状态：静止或匀速直线运动
【例1】如图所示，相距为d ，水平放置的两平行金属板a 、b ，其电容为C ，a 极板接地且中央有小孔，开始时两板均不带电。
现将带电量为q 、质量为m 的带电液滴，一滴一滴从小孔正上方h 高处无初速度地滴下，竖直落向b 板，到达b 板后液滴的电荷全部传递给b 板，不计一切阻力。
问：若第n 滴液滴在a 、b 间做
匀速直线运动，求n ？
三、带电粒子在匀强电场中的匀加速直线运动 1、运动状态分析：
带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，带电粒子将做匀变速直线运动。
【例2】如图,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U,两板间有一个带正电荷q 的粒子,它在电场力的作用下,由静止开始从正极板向负极板运动,求达负极板时的速度?
分析：带电粒子不计重力，只受电场力作用，由于初速度为零，所以粒子沿电场力方向做匀加速直线运动。
解法一：牛顿定律+运动学公式
222F Eq qU a m m md v ad qU v m
=====
解法二：动能定理（能量观点）
带电粒子的运动过程中，静电力所做的功为：
W qU =
粒子到达负极板时的速率为v ,其动能可以写成:
212k E mv =
由动能定理有：
212qU mv
=
解得：
2qU
v m = 思考：若初速度v 0不等于0，上式应怎样表述？若不是匀强电场，上式是否同样适用？为什么？
【例3】实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，在炽热的金属丝和金属板间加上电压U=2500V ，从炽热的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，电子穿出后的速度有多大？
【课堂练习】
1、下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后,速度最大的是（ ） 下列粒子从静止状态经过电压为U 的电场加速后,速度最大的是（ ）
A ．质子H 1
1 B ．氘核H 2
1 C ．α粒子He 4
2 D ．钠离子（Na +）
2、如图所示，M 、N 是在真空中竖直放置的两块平行金属板。
质量为m ，电量为－q 的带电粒子，以初速v 0由小孔进入电场，当M 、N 间电压为U 时，粒子刚好能到达N 板，不计带电粒子所受重力，如果要使这个带电粒子能到达M 、N 两板间距的1/2处返回，则下述措施能满足要求的是（ ）
A 、使初速度减为原来的一半
B 、使M 、N 间电压加倍
+ + + + +
_ _ _ _ _
C、使M、N间电压提高到原来的4倍
D、使初速度和M、N间电压都加倍
3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差U AB=100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子（不计粒子重力），以初速度v0=3.0×103m/s由A点运动到B点．求：粒子到达B点时的速率．
【作业布置】
1、课本39页1、2；
2、《世纪金榜》30页“典例”与“过关训练”。