10.5 带电粒子在电场中的运动(课件)
描电压
Y X
Yˊ
新教材 新高考 原理
y
1 2
•
qU md
•
l v0
2
y'
L
l 2
yl
2
ql
l
y'
U(L )
mv
2 0
d
2
U
偏移量与偏转电极的电压U成正比
新教材 新高考
思考1.如果在电极 XXˊ 之间不加电压，而在 YYˊ
之间加不变电压，使 Y 的电势比 Yˊ 高，电子将打在 荧光屏的什么位置？
新教材 新高考
解：对加速过程由动能定理得：
eU 0
1 2
mv02
mv02 2eU0 tan Ul
2U 0 d
y'
θ
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的
y ' ( l 2l) tan 5Ul2
2
4U 0 d
新教材 新高考
偏转电极的不同放置方式
+
Y
Y’
若金属平行板水 平放置，电子将在竖 直方向发生偏转。
上例中，若使电子打到下板中间，其他条件不变，则两个极板上需要加多大的电压？
新教材 新高考
2．如图所示，从炽热的金属丝逸出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极 板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四 种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )
A．仅将偏转电场极性对调 B．仅增大偏转电极间的距离 C．仅增大偏转电极间的电压 D．仅减小偏转电极间的电压
新教材 新高考
带电粒子的加速和偏转
A
B
E +F
+++++++++
U2
y
v0
2qU1 m
y
qU2 2md
L2 v02
U 2 L2 4dU1
U
1
--------
+
θ
vy
v0 v
tan
qU 2 L mdv02
LU 2 dU1
新教材 新高考
练.如图所示,初速度为零的α粒子和电子在电势差为U1的电场中加
新教材 新高考
新教材 新高考 考点二.带电粒子在电场中的偏转
带电粒子在电场中的偏转
【例】如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，
若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？
受力分析： 仅受竖直向下的电场力
F=qE q U d
+++++++++
d
q、+
v
0
U
m
运动分析：粒子有水平方向初速度，做类平抛运动 - - - - - - - -
电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。 图中展示了一台医用电子直线加速器。电子在加速器中是受到什么力的作用 而加速的呢？
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
【例】在加上电压U并处于真空中相距d的平行 A
B
金属板间有一正电荷q, 质量为m,只在电场力作用
d
下从静止释放，电荷将做什么运动？
vy
at
qUL mdv0
y
1 2
at 2
1 2
qUL2 mdv02
新教材 新高考 【例 2】 一束电子流在经 U＝5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直
进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距 d＝1.0 cm，板长 l＝5.0 cm，那么要使
电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？
qU 2 L
mdv
2 0
LU 2 2dU1
带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关
新教材 新高考
例8.如图所示，有一电子(电量为 e、质量为 m ) 经电压 U0加速后，沿平行 金属板 A、B 中心线进入两板，A、B 板间距为 d、长度为 L， A、B 板间电 压为 U，屏 CD 足够大，距离A、B 板右边缘 2L，AB 板的中心线过屏 CD 的 中心且与屏 CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
1 2
mv 2
1 2
mv
2
0
qU
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
【例 1】 如图所示，一个质子以初速度 v0＝5×106 m/s 水平射入一个由两块带电的平
行金属板组成的区域。两板距离为 20 cm，设金属板之间电场是匀强电场，电场强度为 3×
105 N/C。质子质量 m＝1.67×10－27 kg，电荷量 q＝1.60×10－19 C。求质子由板上小孔射出
电子枪
Y
X
Yˊ
Xˊ
-+
偏转电极
Y
Xˊ
X
Yˊ
荧光屏
新教材 新高考
思考5.如果在电极 YYˊ 之间不加电压，而在 XXˊ 之
间加不变电压，使 X ˊ 的电势比 X高，电子将打在荧光 屏的什么位置？
电子枪
Y
X
Yˊ
Xˊ
-+
偏转电极
Y
Xˊ
X
Yˊ
荧光屏
新教材 新高考
可知，若 XXˊ 所加的电压为特定的周期性变化电压， 则亮斑在水平方向来回运动一一扫描，如果扫描电压变 化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线。
新教材 新高考
新人教版 必修三
第十章 静电场中的能量
第5节 带电粒子在电场中的运动
新教材 新高考
一、带电粒子的加速 1.相同 相反 2.动能定理 二、带电粒子的偏转 1.垂直2.平抛运动3.合成与分解 三、示波管的原理 1电子枪 偏转电极 荧光屏 2.中心O
××× √ √ CC
新教材 新高考
问题导入：
-
X
X’
+
若金属平行板竖 直放置，电子将在水 平方向发生偏转。
新教材 新高考
三.示波器
能够观察电信号随时间变化情况的仪器。
组成
由示波管（内部是真空）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成
产生高速飞 行的电子束
使电子沿Y 方向偏移
使电子沿X 方向偏移
电子枪
Y
X
Xˊ
Yˊ
Xˊ
-+
待显示的电 压信号
偏转电极
锯齿形扫 荧光屏
+
a F qE qU m m md
l
新教材 新高考
带电粒子的偏转
+++++++++
dv
U
q、+ 0
y
m
--------
+
θ
l
vy
tan
vy v0
qUL mdv02
垂匀
直速
电直
场 方
线 运 动
向
：
沿匀
v0
电 场
加 速
方直
v 向线
：运
动
vx v0 L v0t
t L v0
a F qU m md
时的速度大小。
上例中，若质子刚好不能从小孔中射出，其他条件不变，则金属板之间的电场强度至少 为多大？方向如何？
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
1.如图所示，M 和 N 是匀强电场中的两个等势面，相距为 d，电势差为 U，一质量为 m(不 计重力)、电荷量为－q 的粒子以速度 v0 通过等势面 M 射入两等势面之间，则该粒子穿过等 势面 N 的速度应是( )
示的规律变化的电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？
UY
Y
O
t Xˊ
X
ˊ Yˊ 随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的Y残光特性，只能看
到一条竖直的亮线。
新教材 新高考
思考4.如果在电极 YYˊ 之间不加电压，而在 XXˊ
之间加不变电压，使 X 的电势比 Xˊ 高，电子将打在 荧光屏的什么位置？
UX
Y
O
t Xˊ
扫描电压
X
Yˊ
示波器图象
新教材 新高考
思考6.如果在 YYˊ 之间加如图所示的交变电压，同时在
XXˊ 之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？
Y
UY
A
B C
O
t2
t1
t
DE F
Xˊ
B
A
C
t1
t2
X
UX
EF
D
D
F
E
O A B C t1
t2 t
Yˊ
新教材 新高考
如果信号电压是周期性的，并且
扫描电压与信号电压的周期相同，
就可以在荧光屏上得到待测信号在
一个周期内随时间变化的稳定图象。
Xˊ
UY
O
t
Y X
Yˊ
UX
O
t
示波器图象
新教材 新高考
例9. 真空室中电极 K 发出电子（初速不计），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，板长 L，相距为 d，在两板间加上如图乙所 示的正弦交变电压，前半个周期内 B 板的电势高于 A 板的电势，已知电子的质量为 m， 带电量为 e，不计电子重力，求： （1）电子进入 AB 板时的初速度； （2）要使所有的电子都能离开 AB 板，图乙中电压的最大值 U0 需满足什么条件？ （3）在荧光屏上会看到什么图形？
A． 2qU m
C．
v20＋2qmU
B．v0＋
2qU m
Y X
Yˊ
新教材 新高考 原理
y
1 2
•
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•
l v0
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y'
L
l 2
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U(L )
mv
2 0
d
2
U
偏移量与偏转电极的电压U成正比
新教材 新高考
思考1.如果在电极 XXˊ 之间不加电压，而在 YYˊ
之间加不变电压，使 Y 的电势比 Yˊ 高，电子将打在 荧光屏的什么位置？
新教材 新高考
解：对加速过程由动能定理得：
eU 0
1 2
mv02
mv02 2eU0 tan Ul
2U 0 d
y'
θ
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的
y ' ( l 2l) tan 5Ul2
2
4U 0 d
新教材 新高考
偏转电极的不同放置方式
+
Y
Y’
若金属平行板水 平放置，电子将在竖 直方向发生偏转。
上例中，若使电子打到下板中间，其他条件不变，则两个极板上需要加多大的电压？
新教材 新高考
2．如图所示，从炽热的金属丝逸出的电子(速度可视为零)，经加速电场加速后从两极 板中间垂直射入偏转电场。电子的重力不计。在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四 种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )
A．仅将偏转电场极性对调 B．仅增大偏转电极间的距离 C．仅增大偏转电极间的电压 D．仅减小偏转电极间的电压
新教材 新高考
带电粒子的加速和偏转
A
B
E +F
+++++++++
U2
y
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2qU1 m
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qU2 2md
L2 v02
U 2 L2 4dU1
U
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--------
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θ
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v0 v
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qU 2 L mdv02
LU 2 dU1
新教材 新高考
练.如图所示,初速度为零的α粒子和电子在电势差为U1的电场中加
新教材 新高考
新教材 新高考 考点二.带电粒子在电场中的偏转
带电粒子在电场中的偏转
【例】如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，
若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？
受力分析： 仅受竖直向下的电场力
F=qE q U d
+++++++++
d
q、+
v
0
U
m
运动分析：粒子有水平方向初速度，做类平抛运动 - - - - - - - -
电子被加速器加速后轰击重金属靶时，会产生射线，可用于放射治疗。 图中展示了一台医用电子直线加速器。电子在加速器中是受到什么力的作用 而加速的呢？
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
【例】在加上电压U并处于真空中相距d的平行 A
B
金属板间有一正电荷q, 质量为m,只在电场力作用
d
下从静止释放，电荷将做什么运动？
vy
at
qUL mdv0
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qUL2 mdv02
新教材 新高考 【例 2】 一束电子流在经 U＝5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直
进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距 d＝1.0 cm，板长 l＝5.0 cm，那么要使
电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？
qU 2 L
mdv
2 0
LU 2 2dU1
带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关
新教材 新高考
例8.如图所示，有一电子(电量为 e、质量为 m ) 经电压 U0加速后，沿平行 金属板 A、B 中心线进入两板，A、B 板间距为 d、长度为 L， A、B 板间电 压为 U，屏 CD 足够大，距离A、B 板右边缘 2L，AB 板的中心线过屏 CD 的 中心且与屏 CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
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1 2
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qU
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
【例 1】 如图所示，一个质子以初速度 v0＝5×106 m/s 水平射入一个由两块带电的平
行金属板组成的区域。两板距离为 20 cm，设金属板之间电场是匀强电场，电场强度为 3×
105 N/C。质子质量 m＝1.67×10－27 kg，电荷量 q＝1.60×10－19 C。求质子由板上小孔射出
电子枪
Y
X
Yˊ
Xˊ
-+
偏转电极
Y
Xˊ
X
Yˊ
荧光屏
新教材 新高考
思考5.如果在电极 YYˊ 之间不加电压，而在 XXˊ 之
间加不变电压，使 X ˊ 的电势比 X高，电子将打在荧光 屏的什么位置？
电子枪
Y
X
Yˊ
Xˊ
-+
偏转电极
Y
Xˊ
X
Yˊ
荧光屏
新教材 新高考
可知，若 XXˊ 所加的电压为特定的周期性变化电压， 则亮斑在水平方向来回运动一一扫描，如果扫描电压变 化很快，亮斑看起来为一条水平的亮线。
新教材 新高考
新人教版 必修三
第十章 静电场中的能量
第5节 带电粒子在电场中的运动
新教材 新高考
一、带电粒子的加速 1.相同 相反 2.动能定理 二、带电粒子的偏转 1.垂直2.平抛运动3.合成与分解 三、示波管的原理 1电子枪 偏转电极 荧光屏 2.中心O
××× √ √ CC
新教材 新高考
问题导入：
-
X
X’
+
若金属平行板竖 直放置，电子将在水 平方向发生偏转。
新教材 新高考
三.示波器
能够观察电信号随时间变化情况的仪器。
组成
由示波管（内部是真空）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成
产生高速飞 行的电子束
使电子沿Y 方向偏移
使电子沿X 方向偏移
电子枪
Y
X
Xˊ
Yˊ
Xˊ
-+
待显示的电 压信号
偏转电极
锯齿形扫 荧光屏
+
a F qE qU m m md
l
新教材 新高考
带电粒子的偏转
+++++++++
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垂匀
直速
电直
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：
沿匀
v0
电 场
加 速
方直
v 向线
：运
动
vx v0 L v0t
t L v0
a F qU m md
时的速度大小。
上例中，若质子刚好不能从小孔中射出，其他条件不变，则金属板之间的电场强度至少 为多大？方向如何？
新教材 新高考 考点一.带电粒子在电场中的加速
1.如图所示，M 和 N 是匀强电场中的两个等势面，相距为 d，电势差为 U，一质量为 m(不 计重力)、电荷量为－q 的粒子以速度 v0 通过等势面 M 射入两等势面之间，则该粒子穿过等 势面 N 的速度应是( )
示的规律变化的电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？
UY
Y
O
t Xˊ
X
ˊ Yˊ 随信号电压同步变化，但由于视觉暂留和荧光物质的Y残光特性，只能看
到一条竖直的亮线。
新教材 新高考
思考4.如果在电极 YYˊ 之间不加电压，而在 XXˊ
之间加不变电压，使 X 的电势比 Xˊ 高，电子将打在 荧光屏的什么位置？
UX
Y
O
t Xˊ
扫描电压
X
Yˊ
示波器图象
新教材 新高考
思考6.如果在 YYˊ 之间加如图所示的交变电压，同时在
XXˊ 之间加锯齿形扫描电压，在荧光屏上会看到什么图形？
Y
UY
A
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O A B C t1
t2 t
Yˊ
新教材 新高考
如果信号电压是周期性的，并且
扫描电压与信号电压的周期相同，
就可以在荧光屏上得到待测信号在
一个周期内随时间变化的稳定图象。
Xˊ
UY
O
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Y X
Yˊ
UX
O
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示波器图象
新教材 新高考
例9. 真空室中电极 K 发出电子（初速不计），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，板长 L，相距为 d，在两板间加上如图乙所 示的正弦交变电压，前半个周期内 B 板的电势高于 A 板的电势，已知电子的质量为 m， 带电量为 e，不计电子重力，求： （1）电子进入 AB 板时的初速度； （2）要使所有的电子都能离开 AB 板，图乙中电压的最大值 U0 需满足什么条件？ （3）在荧光屏上会看到什么图形？
A． 2qU m
C．
v20＋2qmU
B．v0＋
2qU m
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高中物理精品课件： 带电粒子在电场中的运动
圆环的中点)，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道上的
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的带负
电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．g
＝10 m/s2，则：
(1)小球到达B点时的速度是多大？
(2)小球到达B点时对轨道的压力是多大？
解析：(1)小球从 D 至 B 的过程中，由动能定理：
v
0
0
=
02
=
02 + 2
tan 2 tan
如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当
偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转
电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电
场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( A )
偏转距离 y＝ at ④
2
d
能飞出的条件为 y≤ ⑤
2
2Ud2
联立①～⑤式解得 U′≤ 2 ＝4.0×102 V
l
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
[答案]
400 V
如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度不计)，经
灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进
双光子医用直线加速
器是用于癌症放射治
疗的大型医疗设备，
它通过产生X射线和
电子线，对病人体内
的肿瘤进行直接照射，
从而达到消除或减小
肿瘤的目的。
一、带电粒子的加速
+
+q
++
m
+ +
V0=0
10.5带电粒子在电场中的运动—【新教材】人教版(2019)人教版高中物理必修第三册课件
[提出问题]
1．带电粒子的受力情况如
F
何？运动性质如何？
U
d
2．带电粒子的运动与力学中 哪种运动类似？这种运动的研 究方法是什么？
_ v0
l
3．用什么方法研究－q运动规律，从而求出它 在竖直方向的偏移原运动方向的距离y，及偏转 角φ？
++++++
vy
v
φ
vx
d,U
-q
y
v0
- - -l - - -
必修三
第十章 电场中的能量
10.5 带电粒子在电场中的 运动
【学习目标】 1.知道带电粒子在电场中加速和偏转的原理 2.理解带电粒子在匀强电场中的运动规律,能够分析和 计算加速和偏转的问题 3.了解示波管的工作原理,体会静电场知识对科学技术 的影响
【知识梳理】 1.关于带电粒子在电场中的重力 2.带电粒子的直线加速 3.带电粒子的曲线偏转 4.示波器
(1)给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电 压，电子束将打在荧光屏的 中心点O 点．
(3)若UYY′>0，UXX′＝0，则粒子向 Y 板偏移，若UYY′＝0， UXX′>0，则粒子向 X 板偏移．
例4.(多选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( )
EU d
a F qU m dm
（另解，由能量守恒的思想 qU 1 mv2 0 ）
2
v'
2ad
2qU d 'm
d'
2qU m
二、带电粒子在电场中的直线加速
小结： 两种思路 ：1是力的观点（适用于匀强电场）；
《带电粒子在电场中的运动》PPT教学课件
栏目导航
二、带电粒子的偏转
1．条件：带电粒子的初速度方向跟电场力的方向_垂__直_。
PPT模板：/moban /
PPT素材：/sucai/
PPT背景：/beijing /
PPT图表：/tubili/
历史课件：/kejian/ lishi/
主
预习 探新知
栏目导航
一、带电粒子的加速
PPT模板：/moban / PPT背景：/beijing /
1．带电粒子在电场中加速(直线运动)的条件：只受电场力作用 PPT素材：/sucai/
教案下载：/jiaoan/
手抄报：/shoucha obao/
PPT课件：/kejian /
语文课件：/kejian/ yuwe n/ 数学课件：/kejian /shux ue/
PPT模板：/moban /
PPT素材：/sucai/
PPT背景：/beijing /
PPT图表：/tubia o /
PPT下载：/xiazai/
PPT教程： /powerpoint/
手抄报：/shoucha obao/
PPT课件：/kejian /
语文课件：/kejian/ yuwe n/ 数学课件：/kejian /shux ue/
英语课件：/kejian/ yingy u/ 美术课件：/kejian /meis hu/
手抄报：/shoucha obao/
PPT课件：/kejian /
语文课件：/kejian/ yuwe n/ 数学课件：/kejian /shux ue/
2．运动性质：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹 英语课件：/kejian/yingyu/ 美术课件：/kejian/meishu/
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
带电粒子在电场中的运动ppt
粒子的轨迹
定义
轨迹的形状取决于带电粒子的速度和加速度的方向。
形状
轨迹的弯曲程度取决于带电粒子所受的合力的大小和方向。
弯曲
03
偏转
当带电粒子的速度方向与所受合力方向不在同一直线上时，带电粒子将会发生偏转。
电场对粒子运动的影响
01
加速
电场对带电粒子产生力，使带电粒子获得加速度，从而改变带电粒子的速度和方向。
02
减速
当带电粒子的速度方向与所受合力方向相反时，带电粒子将会减速。
04
带电粒子在电场中的动力学
库仑力
带电粒子间相互作用的基本力，与电量成正比，与距离的平方成反比。
电场力
带电粒子在电场中受到的力，与电场强度成正比，与电荷成正比。
粒子的力
牛顿第二定律
描述粒子加速度与作用力的关系，F=ma。
电场中的牛顿第二定律
实验原理及步骤
实验数据的分析和处理
数据
记录的粒子轨迹、速度、时间和空间坐标等。
电荷粒子在电场中受到力的作用，可以控制粒子的运动轨迹和速度，实现带电粒子的定向移动和加速。
电场可以用于带电粒子的分离和检测，例如在离子色谱、质谱和电子显微镜等技术中，利用不同电场强度对带电粒子进行分离和检测。
电场在实验中的应用举例
电场对粒子的吸引或排斥
带电粒子在电场中受到电场的作用力后，其运动状态将发生变化，包括速度、加速度和轨迹等都将发生变化。
电场对粒子运动状态的影响
电场对粒子的作用
03
电场中带电粒子的运动规律
1
粒子的加速度
2
3
带电粒子在电场中受到的加速度是电场对带电粒子产生的力除以带电粒子的质量。
定义
加速度的方向与电场力的方向相同，因为电场力是带电粒子所受的合力。
定义
轨迹的形状取决于带电粒子的速度和加速度的方向。
形状
轨迹的弯曲程度取决于带电粒子所受的合力的大小和方向。
弯曲
03
偏转
当带电粒子的速度方向与所受合力方向不在同一直线上时，带电粒子将会发生偏转。
电场对粒子运动的影响
01
加速
电场对带电粒子产生力，使带电粒子获得加速度，从而改变带电粒子的速度和方向。
02
减速
当带电粒子的速度方向与所受合力方向相反时，带电粒子将会减速。
04
带电粒子在电场中的动力学
库仑力
带电粒子间相互作用的基本力，与电量成正比，与距离的平方成反比。
电场力
带电粒子在电场中受到的力，与电场强度成正比，与电荷成正比。
粒子的力
牛顿第二定律
描述粒子加速度与作用力的关系，F=ma。
电场中的牛顿第二定律
实验原理及步骤
实验数据的分析和处理
数据
记录的粒子轨迹、速度、时间和空间坐标等。
电荷粒子在电场中受到力的作用，可以控制粒子的运动轨迹和速度，实现带电粒子的定向移动和加速。
电场可以用于带电粒子的分离和检测，例如在离子色谱、质谱和电子显微镜等技术中，利用不同电场强度对带电粒子进行分离和检测。
电场在实验中的应用举例
电场对粒子的吸引或排斥
带电粒子在电场中受到电场的作用力后，其运动状态将发生变化，包括速度、加速度和轨迹等都将发生变化。
电场对粒子运动状态的影响
电场对粒子的作用
03
电场中带电粒子的运动规律
1
粒子的加速度
2
3
带电粒子在电场中受到的加速度是电场对带电粒子产生的力除以带电粒子的质量。
定义
加速度的方向与电场力的方向相同，因为电场力是带电粒子所受的合力。
带电粒子在电场中的运动 带电粒子在电场中的运动(课件)高二物理(沪科版2020上海必修第三册)
解析 两板间电压为U保持不变，设板间距为d，电 子在板间的加速度为a， 据牛顿第二定律有 qUd ＝ma，可得电子的加速度 a＝qmUd， 故两板间距离越小，电子的加速度就越大，B错误； 电子在板间做匀加速直线运动，可得 d＝12at2，可得 t＝d 2qUm， 故两板间距离越大，加速时间越长，A错误； 由动能定理可得 qU＝12mv2，电子到达 Q 板时的速率 v＝ 2qmU，与两板 间距离无关，仅与加速电压有关，C 正确，D 错误.
(2)电子在偏转电场中运动的加速度a的大小； 答案 1.1×1015 m/s2
解析 根据牛顿第二定律得 a＝emE 代入数据得 a＝332×1014 m/s2≈1.1×1015 m/s2；
(3)电子离开偏转电场时的速度方向与进入该 电场时的速度方向之间的夹角θ. 答案 45°
解析 粒子在偏转电场中的运动时间为 t＝vLx 离开电场时的竖直分速度为vy＝at 又有 tan θ＝vvxy 代入数据解得θ＝45°.
场加速，沿直线垂直进入另一个场强为E＝6 000 V/m的匀强偏转电场，
而后电子从右侧离开偏转电场.已知电子比荷为
me ≈×1196011 C/kg，不计
电子的重力，偏转极板长为L＝6.0×10－2 m.求：
(1)电子经过电压U加速后的速度vx的大小； 答案 8×106 m/s
解析 根据动能定理得 eU＝12mvx2 代入数据解得vx＝8×106 m/s；
所以aQ>aP，故B错误；
根据牛顿第二定律，有qE＝ma
②
由①②两式解得 q＝2Emt2y， 所以它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2，故D正确； 根据动能定理，有qE·y＝ΔEk，又qP∶qQ＝1∶2，yP∶yQ＝1∶2， 所以动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶4，故C错误.
10.5带电粒子在电场中的运动课件高二上学期物理人教版2
思考1.如果在电极 XXˊ 之间不加电压，而在 YYˊ 之间加不变电压，使 Y 的电势比 Yˊ 高，电子将打在荧光屏的什么位置？
思考2.如果在 XXˊ 之间不加电压，而在 YYˊ 之间加按图示的规律变化的 电压，在荧光屏会看到的什么样的图形？
UY
Y
O
t Xˊ
X
Yˊ
思考3.如果在电极 XXˊ 之间加锯齿形电压，而在 YYˊ 之间不加电压，在 荧光屏会看到的什么样的图形？
v2 2ad v
2qU （与d无关） m
t
2md 2 qU （与d有关）
（2）功能关系思路：利用静电力做功结合动能定理来分析 静电力做的功等于粒子动能的变化量。
①若粒子的初速度为零，则
qU 1 mv2 2
得 v
2qU m
②若粒子的初速度不为零，则
பைடு நூலகம்qU
1 2
mv2
-
1 2
mv02
得
v
v02
2qU m
第十章 静电场中的能量
带电粒子在电场 中的运动
人教版高中物理
必修3
电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？ 本节课我们来研究这个问题。
一、带电粒子在电场中的加速
1.带电粒子的加速 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的静电力与运动 方向在同一直线上，做加速(或减速)直线运动
v 加速
速度方向与受力方向不共线
受力为恒力 匀变速曲线运动
将运动分解
平行于极板方向： 匀速直线 垂直于极板方向： 初速度为0的匀
加速直线
类平抛运动
二、带电粒子在电场中的偏转
带电粒子以初速度v0 垂直于电场线射入电场中。带电粒子的运动轨迹将发 生偏转，在匀强电场中，带电粒子的运动轨迹是一条抛物线，类似平抛运 动的轨迹。
10.5 带电粒子在电场中的运动(课件)
d
+
q、
m
垂直电场方向：匀速直线运动
U
v0
---------- +
L
沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动
三、带电粒子在电场中的偏转
【问题提出】如图，粒子以初速度v0射入电场，求射出电场时沿垂直
于板面方向偏移的距离y和速度偏转的角度θ。
+ + + + + + + + + + +
q、m
d
+
偏移距离（侧移
第二定律结合匀变速直线运动公式分析;另
一种是利用静电力做功结合动能定理分析。
选择：当解决的问题属于匀强电场且涉及运动时间等描述运动过程的
物理量时，适合运用前一种思路分析;当问题只涉及位移、速率等动能
定理公式中的物理量或非匀强电场情景时，适合运用后一种思路分析。
多级加速
问题：如图多级平行板连接，能否加速粒子？
2
v
2qU
m
总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。
+
F
U
v
二、带电粒子在电场中的加速
思
考
：
若两极板间不是匀强电场，该用何种方法求解？
能量观点：动能定理
若粒子的初速度为零,则:
1
qU mv 2
2
1
1
2
2
mv
mv
0 qU
若粒子的初速度不为零,则:
2
2
二、带电粒子在电场中的加速
方法：分析带电粒子加速的问题，常有两种思路∶ 一种是利用牛顿
Xˊ
X
物质的残光特性，
带电粒子在电场中的运动ppt课件
讲授新课 微观粒子所受静电力远大于重力，通常重力可忽略不计，只考
虑静电力对其运动状态的影响即可。若电子质量为 m，电荷量的大 小为 e，金属板与金属丝间所加电压为 U，电子刚离开金属丝时的 速度近似为零，根据动能定理，静电力做功等于电子动能的增加量， 电子穿过金属板时的动能
讲授新课 它穿过金属板时的速度
小节练习
5.如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的 一系列金属圆管（ 漂移管 A、B、C、D、E） 组成，质子从 K 点沿轴线进入加速器并依次 向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场 加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管 B 时速度为8× 106 m/s， 进入漂移管 E 时速度为 1×107 m/s，漂移管间缝隙很小，质子的电荷 量与质量之比为 1×108 C/kg。求相邻漂移管间的加速电压。
高中物理鲁科版必修第三册
第二章 电势能与电势差
2.4 带电粒子在电场中的运动
情境导入
带电粒子在电场中受到静电力的作用， 速度会发生改变。在示波器（ 图 2-16）和 直线加速器等设备中，常通过电场来控制 带电粒子的运动。这些仪器是怎样控制带 电粒子运动的呢？本节将以示波器为例， 介绍如何利用电场控制带电粒子的加速和偏转。
典例精析
解 质子在该匀强电场中受到竖直向下的静电力，在竖直方向上做 匀加速运动，加速度
质子在水平方向不受力，做匀速直线运动，在水平方向的速度
vx 保持不变
vo = vx
典例精析
解
在极板间运动的时间
质子离开电场时竖直方向偏移的距离
代入数值，得y = 0.94 cm
典例精析 解 质子离开偏转电场时，平行于电场方向的分速度vy为
高中物理鲁科版必修第三册
《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。