带电粒子在电场中的运动复习课-课件
qU BA mgd 1 g m md 2
解得
v1 gl
v1
，由
v 2a1l
2 1
(2) 小物块与 A 板相碰后以 v1 大小相等的速度反
弹，因为电荷量及电性改变，电场力大小与方
向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块
做匀减速直线运动．小物块所受的合外力大小
为
qE F合 mg 2
(1)电子穿过A板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P点到O点的距离．
【解析】
1 设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能
2eU1 1 2 定理得：eU1 mv0，解得：v0 2 m
(2)如图所示，电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于 电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为 零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E， 电子在偏转电场运动的时间为 t1 ，电子的加速度为 a ， 离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1，根 据牛顿第二定律和运动学公式得：
dmv0
L2 U 2 L1 L2 t2 ，y2 v y t2，解得：y2 v0 2dU1
2 L2 L1 U 2 L1 P到O点的距离为y y1 y2 4U1d
四、带电粒子在电场中的圆周运动
1、圆周运动条件：
某力或某些力的合力提供物体做圆周运动的向心力 v2 2、速圆周运动向心力公式： Fn m r
【分析】弄清电场、电势对称性特点，根据动能定
别固定着两个带电量
相等的正电荷，则 qA qB ，a、b是以中点O对称，
U ab=0
所以
L 滑块由a b ，根据动能定理： qU ab mg E 2 所以 2 E mgL
(2)对小滑块由O→b的过程，根据动能定理：
mg E 【解析】(1)分析小球的受力情况即可解得： q (2)如图所示，根据“等效重力场”，
(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间 的速度大小是多少？ (2)小物块碰撞后经过多长时间 止运动？停在何位置？
【解析】本题考查电场中的动力学问题． (1) 加电压后， B 极板电势高于 A 板，小物块在电场
力与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运
U BA 动．电场强度为E= d
小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力 为F合= qE mg 故小物块运动的加速度为a1= F合 设小物块与A板相碰时的速度为
3、带电粒子做圆周运动的情形：
库仑力（电场力）或合力提供向心力
v Qq Fn k 2 m r r
2 0
练习
例 如图541所示，O点系一细线，线长为L，另一端 系一带电量为+q，质量为m的带电小球，空间存在电 场强度为E的匀强电场，场强方向水 平向右，小球绕O点在竖直平面内恰好
做圆周运动，则小球的最小速率多大？ 【分析】在重力场和电场叠加的复合场中的圆周运动， 关键是寻找最小、最大速度位置．可以引入“等效重 力场”的概念，就把重力场和电场两个场相复合的问 题简化为只有一个场的问题．从而将重力场中的相关 规律有效地迁移过来．
带电粒子在电场中的运动
知识结构
带电粒子在电场中的平衡问题 直线运动 带电粒子在电场中的加、减速 带电粒子在 电场中的运动 带电粒子的偏转问题 曲线运动 带电粒子的圆周运动 带电粒子不规则复杂运动
收获
一、带电粒子在电场中的平衡问题
1、平衡状态：
①静止 ②匀速直线运动状态
带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0 2、平衡条件：
关于带电粒子重力是否考虑的问题
1、基本粒子：
如电子、质子、α 粒子、离子等除有说明或明确的暗 示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、带电颗粒：
如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确 的暗示以外，一般都考虑重力。
回首页
例3 如图521所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、 B两点处分别固定着两个带电量相等的正电荷，a、b 是AB连线上的两点，其中Aa=Bb=L/4，O为AB连线 的中点，一质量为m带电量为+q的小滑块(可以看做 质点)以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动， 其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍 (n>1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求： (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数 (2)O、b两点间的电势差U ob (3)小滑块运动的总路程．
【分析】要知道改变什么物理量，能使偏移距离发生 变化，关键要得出偏移量的决定式． 【解析】偏移量
l 2U 2 1 2 ql 2U 2 y at 2 2 2mdv0 4dU1
，
要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍，则A、 B正确． 答案：AB 【评析】要能熟练推导带电粒子在电场中偏转规律， 而且要根据需要导出最终的表达式．
+ + + + + + Y
q d
Y′ α
运动规律回顾
U
v0
S
Φ
y
匀速直线运动 (1)垂直电场方向：
v0 v
vx v0 L v0t
- - - - - -v
L
Φ
y
(2)沿电场线方向：初速度为零的匀加速直线运动
①加速度:
F qU a m md
v y at
④速度偏向角tan :
②竖直速度vy:
分析：
qE v0
_
-
-
（1）由受力分析可知，匀速直线运动 （2）带正电
+ mg
+
+
回首页
二、带电粒子在电场中的直线运动（加、减速）
+
d
_
_
F电
基本知识回顾：
不计重力的带正粒子初速度为零 进入匀强电场加速，粒子离开电 场的速度？ 分析：
m
+ +q
+ +
U
_ _
1 2 由动能定理W电 qU mv0 0 2
【评析】小滑块受变力作用，在电场中做变速 直线运动，利用动能定理轻松处理，体现了动 能定理的优势．
【变式题1】(2009· 浙江）如图523所示，相距为d 的平行金属板 A 、 B 竖直放置，在两板之间水平放 置一绝缘平板．有一质量m、电荷量q(q＞0)的小物 块在与金属板A相距l处静止．若某一时刻在金属板 3 mgd A、B间加一电压U AB ，小物块与金属板只 2q 发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为- 1 q，并以与 2 碰前大小相等的速度反方向弹回．已知小物块与绝 缘平板间的动摩擦因数为 μ ，若不计小物块电荷量 对电场的影响和碰撞时间．则
L qU Ob mg nE 4
L mg nE (1 2n) E 4 U ob q 2q (2n 1) E (3)U ao U ob 2q
小滑块从a点开始，最终停在O点，根据动能原理
qUao mgs E
qU ao Eo (2n 1) L s mg 4
变式题 (2010· 金华联考)悬在O点的长为L的绝缘 细线上挂着质量为 m、带电量为+q的小球在水平 向右的匀强电场的作用下，向右偏到45°角的位 置平衡，如图542所示，求： (1)电场强度；
(2) 若要小球能在竖直平面上完成一个完整的圆 周运动，则在平衡位置给小球施加的最小的切线 方向的初速度为多少？
（2） E
F电
V0
+
1 2 F合 L 0 mv0 （3）方法①动能定理： 2
2 gL 解出 v0 sin
a g sin
F电 mg q q tan
方向水平向左
F合
2 2 方法②运动学公式: 0 v0 2aL
mg
粒子匀变速直线运动：动能定理或牛顿运动定律均可
v 2qU m
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
此式也适用于非匀强电场
练习
【例2】 （带电粒子电场中的直线运动）
一个带+q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与电场线夹角为θ，已 知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （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）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？ B 分析： （1）匀减速直线运动
2 1
【解析】电子先在 AB 中做匀加速直线运动，
BC间无电势差，电子做匀速直线运动，CD间
做匀减速直线运动，到达 CD 中点后返回做匀
加速直线运动，BC之间做匀速直线运动，AB
中做匀减直线运动，再循环运动。根据
W=Uq=1eV,可得A、B 、D正确．
三、 带电粒子在电场中的偏转
(不计粒子的重力,垂直进入电场)
U2 eU 2 L1 F eE，E ，F ma，a , t1 ， d md v0
2 U 2 L1 1 2 y1 at1 ，解得：y1 2 4U1d
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy，
根据运动学公式得：vy=at1= eU 2 L1
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开 偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为 t2 ，电子打 到荧光屏上的侧移量为y2.
加速度大小为
F合 1 a2 g m 4
设小物块碰后到停止的时间为t，注意到末速
度为零，有
解得
0 v1 a2t
v1 l t 4 a2 g
设小物块碰后停止时与A板的距离为x，注意到 末速度为零，有 2 v 则 1 2l 2a2 或距离B板为d-2l.
0 v 2a2
d 1 2 1 qU 2 at t 2 2 2 md
解得
v1 gl
v1
，由
v 2a1l
2 1
(2) 小物块与 A 板相碰后以 v1 大小相等的速度反
弹，因为电荷量及电性改变，电场力大小与方
向发生变化，摩擦力的方向发生改变，小物块
做匀减速直线运动．小物块所受的合外力大小
为
qE F合 mg 2
(1)电子穿过A板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P点到O点的距离．
【解析】
1 设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能
2eU1 1 2 定理得：eU1 mv0，解得：v0 2 m
(2)如图所示，电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于 电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为 零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E， 电子在偏转电场运动的时间为 t1 ，电子的加速度为 a ， 离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1，根 据牛顿第二定律和运动学公式得：
dmv0
L2 U 2 L1 L2 t2 ，y2 v y t2，解得：y2 v0 2dU1
2 L2 L1 U 2 L1 P到O点的距离为y y1 y2 4U1d
四、带电粒子在电场中的圆周运动
1、圆周运动条件：
某力或某些力的合力提供物体做圆周运动的向心力 v2 2、速圆周运动向心力公式： Fn m r
【分析】弄清电场、电势对称性特点，根据动能定
别固定着两个带电量
相等的正电荷，则 qA qB ，a、b是以中点O对称，
U ab=0
所以
L 滑块由a b ，根据动能定理： qU ab mg E 2 所以 2 E mgL
(2)对小滑块由O→b的过程，根据动能定理：
mg E 【解析】(1)分析小球的受力情况即可解得： q (2)如图所示，根据“等效重力场”，
(1)小物块与金属板A碰撞前瞬间 的速度大小是多少？ (2)小物块碰撞后经过多长时间 止运动？停在何位置？
【解析】本题考查电场中的动力学问题． (1) 加电压后， B 极板电势高于 A 板，小物块在电场
力与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运
U BA 动．电场强度为E= d
小物块所受的电场力与摩擦力方向相反，则合外力 为F合= qE mg 故小物块运动的加速度为a1= F合 设小物块与A板相碰时的速度为
3、带电粒子做圆周运动的情形：
库仑力（电场力）或合力提供向心力
v Qq Fn k 2 m r r
2 0
练习
例 如图541所示，O点系一细线，线长为L，另一端 系一带电量为+q，质量为m的带电小球，空间存在电 场强度为E的匀强电场，场强方向水 平向右，小球绕O点在竖直平面内恰好
做圆周运动，则小球的最小速率多大？ 【分析】在重力场和电场叠加的复合场中的圆周运动， 关键是寻找最小、最大速度位置．可以引入“等效重 力场”的概念，就把重力场和电场两个场相复合的问 题简化为只有一个场的问题．从而将重力场中的相关 规律有效地迁移过来．
带电粒子在电场中的运动
知识结构
带电粒子在电场中的平衡问题 直线运动 带电粒子在电场中的加、减速 带电粒子在 电场中的运动 带电粒子的偏转问题 曲线运动 带电粒子的圆周运动 带电粒子不规则复杂运动
收获
一、带电粒子在电场中的平衡问题
1、平衡状态：
①静止 ②匀速直线运动状态
带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0 2、平衡条件：
关于带电粒子重力是否考虑的问题
1、基本粒子：
如电子、质子、α 粒子、离子等除有说明或明确的暗 示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、带电颗粒：
如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确 的暗示以外，一般都考虑重力。
回首页
例3 如图521所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、 B两点处分别固定着两个带电量相等的正电荷，a、b 是AB连线上的两点，其中Aa=Bb=L/4，O为AB连线 的中点，一质量为m带电量为+q的小滑块(可以看做 质点)以初动能E0从a点出发，沿直线AB向b点运动， 其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍 (n>1)，到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O 点，求： (1)小滑块与水平面间的动摩擦因数 (2)O、b两点间的电势差U ob (3)小滑块运动的总路程．
【分析】要知道改变什么物理量，能使偏移距离发生 变化，关键要得出偏移量的决定式． 【解析】偏移量
l 2U 2 1 2 ql 2U 2 y at 2 2 2mdv0 4dU1
，
要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍，则A、 B正确． 答案：AB 【评析】要能熟练推导带电粒子在电场中偏转规律， 而且要根据需要导出最终的表达式．
+ + + + + + Y
q d
Y′ α
运动规律回顾
U
v0
S
Φ
y
匀速直线运动 (1)垂直电场方向：
v0 v
vx v0 L v0t
- - - - - -v
L
Φ
y
(2)沿电场线方向：初速度为零的匀加速直线运动
①加速度:
F qU a m md
v y at
④速度偏向角tan :
②竖直速度vy:
分析：
qE v0
_
-
-
（1）由受力分析可知，匀速直线运动 （2）带正电
+ mg
+
+
回首页
二、带电粒子在电场中的直线运动（加、减速）
+
d
_
_
F电
基本知识回顾：
不计重力的带正粒子初速度为零 进入匀强电场加速，粒子离开电 场的速度？ 分析：
m
+ +q
+ +
U
_ _
1 2 由动能定理W电 qU mv0 0 2
【评析】小滑块受变力作用，在电场中做变速 直线运动，利用动能定理轻松处理，体现了动 能定理的优势．
【变式题1】(2009· 浙江）如图523所示，相距为d 的平行金属板 A 、 B 竖直放置，在两板之间水平放 置一绝缘平板．有一质量m、电荷量q(q＞0)的小物 块在与金属板A相距l处静止．若某一时刻在金属板 3 mgd A、B间加一电压U AB ，小物块与金属板只 2q 发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为- 1 q，并以与 2 碰前大小相等的速度反方向弹回．已知小物块与绝 缘平板间的动摩擦因数为 μ ，若不计小物块电荷量 对电场的影响和碰撞时间．则
L qU Ob mg nE 4
L mg nE (1 2n) E 4 U ob q 2q (2n 1) E (3)U ao U ob 2q
小滑块从a点开始，最终停在O点，根据动能原理
qUao mgs E
qU ao Eo (2n 1) L s mg 4
变式题 (2010· 金华联考)悬在O点的长为L的绝缘 细线上挂着质量为 m、带电量为+q的小球在水平 向右的匀强电场的作用下，向右偏到45°角的位 置平衡，如图542所示，求： (1)电场强度；
(2) 若要小球能在竖直平面上完成一个完整的圆 周运动，则在平衡位置给小球施加的最小的切线 方向的初速度为多少？
（2） E
F电
V0
+
1 2 F合 L 0 mv0 （3）方法①动能定理： 2
2 gL 解出 v0 sin
a g sin
F电 mg q q tan
方向水平向左
F合
2 2 方法②运动学公式: 0 v0 2aL
mg
粒子匀变速直线运动：动能定理或牛顿运动定律均可
v 2qU m
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
此式也适用于非匀强电场
练习
【例2】 （带电粒子电场中的直线运动）
一个带+q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与电场线夹角为θ，已 知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （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）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？ B 分析： （1）匀减速直线运动
2 1
【解析】电子先在 AB 中做匀加速直线运动，
BC间无电势差，电子做匀速直线运动，CD间
做匀减速直线运动，到达 CD 中点后返回做匀
加速直线运动，BC之间做匀速直线运动，AB
中做匀减直线运动，再循环运动。根据
W=Uq=1eV,可得A、B 、D正确．
三、 带电粒子在电场中的偏转
(不计粒子的重力,垂直进入电场)
U2 eU 2 L1 F eE，E ，F ma，a , t1 ， d md v0
2 U 2 L1 1 2 y1 at1 ，解得：y1 2 4U1d
(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy，
根据运动学公式得：vy=at1= eU 2 L1
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开 偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为 t2 ，电子打 到荧光屏上的侧移量为y2.
加速度大小为
F合 1 a2 g m 4
设小物块碰后到停止的时间为t，注意到末速
度为零，有
解得
0 v1 a2t
v1 l t 4 a2 g
设小物块碰后停止时与A板的距离为x，注意到 末速度为零，有 2 v 则 1 2l 2a2 或距离B板为d-2l.
0 v 2a2
d 1 2 1 qU 2 at t 2 2 2 md
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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
带电粒子在电场中运动复习课ppt课件
四、带电粒子在电场中的圆周运动
1、圆周运动条件：
某力或某些力的合力提供物体做圆周运动的向心力
2、速圆周运动向心力公式：
Fn
m
v2 r
3、带电粒子做圆周运动的情形：
库仑力（电场力）或合力提供向心力
Fn
k
Qq r2
m
v02 r
练习
例 如图541所示，O点系一细线，线长为L，另一端系 一带电量为+q，质量为m的带电小球，空间存在电场 强度为E的匀强电场，场强方向水
(1)电子穿过A板时的速度大小； (2)电子从偏转电场射出时的侧移量； (3)P点到O点的距离．
【解析】
1 设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能
定理得：eU1
1 2
mv02，解得：v0
2eU1 m
(2)如图所示，电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于
电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为
【解析】(1)分析小球的受力情况即可解得：E mg q
(2)如图所示，根据“等效重力场”，
小球在A点有临界速度，即小球
受到重力与电场力的合力提供向
心力： 2mg m v2 A ，则平衡位置的速度可根据动能
L
定理列式：1
2
mv2B
1 2
mv2A
2mg 2L
根据两式可求得：vB 5 2gL
五、带电粒子在交变电场中的运动
【变式题1】(2009·浙江）如图523所示，相距为d 的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放 置一绝缘平板．有一质量m、电荷量q(q＞0)的小物 块在与金属板A相距l处静止．若某一时刻在金属板 A发、生B了间一加次一碰电撞压，U A碰B 撞后3电2mqg荷d 量，变小为物-块1与q，金并属以板与只
《带电粒子在电场中的运动》PPT优秀课件
中。
典例分析
例：如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪 发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的 O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里， y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)。若要电子打在图
示坐标系的第Ⅲ象限，则( D )
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
qU
1 2
mvt 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 转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量qy＝U112＝at122m＝v2q20dUm2vl220 ⇒y＝4Ud2Ul21，速度偏转角的正切值为 tan θ＝2UU21ld。
（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。 （2）电子穿过偏转电极，速度极 快，偏转电压来不及变化，所以各 个粒子都视为类平抛运动
解决方法： 寻找特殊时刻水平方向的偏转量和 竖直方向的偏转量，标记在坐标图
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。
示波新管知讲解
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
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；
典例分析
例：如图所示的示波管，当两偏转电极XX′、YY′电压为零时，电子枪 发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的 O点，其中x轴与XX′电场的场强方向重合，x轴正方向垂直于纸面向里， y轴与YY′电场的场强方向重合，y轴正方向竖直向上)。若要电子打在图
示坐标系的第Ⅲ象限，则( D )
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
qU
1 2
mvt 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 转电场(电压 U2)，射出偏转电场时偏移量qy＝U112＝at122m＝v2q20dUm2vl220 ⇒y＝4Ud2Ul21，速度偏转角的正切值为 tan θ＝2UU21ld。
（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。 （2）电子穿过偏转电极，速度极 快，偏转电压来不及变化，所以各 个粒子都视为类平抛运动
解决方法： 寻找特殊时刻水平方向的偏转量和 竖直方向的偏转量，标记在坐标图
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。
示波新管知讲解
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
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；
2025年高考物理总复习配套课件第七章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动
两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是
()
A．电荷量 q1 与 q2 的比值为 3∶7
B．电荷量 q1 与 q2 的比值为 3∶4
C．粒子 A、B 通过平面 Q 时的速度之比为 9∶16
D．粒子 A、B 通过平面 Q 时的速度之比为 3∶7
解析：设电场强度大小为 E，两粒子的运动时间相同，对粒子 A 有：a1＝qm1E， 37l＝12·qm1E·t2，对粒子 B 有：a2＝qm2E，47l＝12·qm2E·t2，联立解得：qq12＝34，A 错误， B 正确。由动能定理 qEx＝12mv2－0，求得：vv12＝34，C、D 错误。 答案：B
输入信号加以控制。带电后的微粒以一定的初速度进入偏转电场，经过偏转电场
发生偏转后，打到纸上，显示出字体。无信号输入时，墨汁微粒不带电，沿直线
通过偏转电场而注入回流槽流回墨盒。设偏转极板长L1＝1.6 cm，两板间的距离d ＝0.50 cm，偏转极板的右端到纸的距离L2＝2.4 cm。若一个墨汁微粒的质量为 1.6×10－10 kg，所带电荷量为1.25×10－12 C，以20 m/s的初速度垂直于电场方向进 入偏转电场，打到纸上的点距原射入方向的距离是1.0 mm(不计空气阻力和墨汁微 粒的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均
第3讲 电容器 带电粒子在电场中的运动
一、电容器及电容 1．电容器 (1)组成：由两个彼此__绝__缘__又相距很近的导体组成。 (2)带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。 (3)电容器的充、放电
①充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的_异__种__电__荷___， 电容器中储存电场能。 ②放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形 式的能。
带电粒子在电场中的运动复习带电粒子在电场中的运动课件
运动学公式 $v = at$，$x = vt + frac{1}{2}at^{2}$，其中 $v$为速度，$x$为位移，$t$为时间。
力的合成与分解
力的合成
01
当一个物体受到多个力的作用时，这些力可以合成一个合力。
力的分解
02
一个力可以分解为两个或多个分力。
力的平行四边形定则
03
力的合成和分解遵循平行四边形定则。
03 带电粒子在电场中的偏转
垂直电场线的偏转
总结词
当带电粒子垂直射入电场线时，会受到电场力作用而发生偏转。
详细描述
带电粒子在垂直电场线方向上受到的电场力为$F = qE$，其 中$q$为粒子所带电荷量，$E$为电场强度。粒子将沿着电场 线方向做匀加速或匀减速直线运动，同时垂直于电场线方向 上做匀速直线运动，最终形成偏转。
详细描述
当带电粒子在电场中仅受到恒力 作用时，如果初始速度与恒力方 向相反，粒子将做匀减速直线运 动，直至速度减为零。
匀速圆周运动
总结词
粒子在恒力作用下绕固定点做匀速圆周运动的运动状态。
详细描述
当带电粒子在电场中受到的力与速度垂直时，粒子将绕固定点做匀速圆周运动。 此时，粒子的加速度始终指向圆心，保持匀速圆周运动的角速度和半径不变。
方向
电场力的方向与带电粒子的电性有关， 正电荷受到的电场力方向与电场方向 相同，负电荷受到的电场力方向与电 场方向相反。
牛顿第二定律的应用
1 2 3
牛顿第二定律 物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质 量成反比。
带电粒子在电场中的加速度 $a = frac{F}{m}$，其中$a$为加速度，$F$为电 场力，$m$为带电粒子的质量。
实验验证与理论推导
力的合成与分解
力的合成
01
当一个物体受到多个力的作用时，这些力可以合成一个合力。
力的分解
02
一个力可以分解为两个或多个分力。
力的平行四边形定则
03
力的合成和分解遵循平行四边形定则。
03 带电粒子在电场中的偏转
垂直电场线的偏转
总结词
当带电粒子垂直射入电场线时，会受到电场力作用而发生偏转。
详细描述
带电粒子在垂直电场线方向上受到的电场力为$F = qE$，其 中$q$为粒子所带电荷量，$E$为电场强度。粒子将沿着电场 线方向做匀加速或匀减速直线运动，同时垂直于电场线方向 上做匀速直线运动，最终形成偏转。
详细描述
当带电粒子在电场中仅受到恒力 作用时，如果初始速度与恒力方 向相反，粒子将做匀减速直线运 动，直至速度减为零。
匀速圆周运动
总结词
粒子在恒力作用下绕固定点做匀速圆周运动的运动状态。
详细描述
当带电粒子在电场中受到的力与速度垂直时，粒子将绕固定点做匀速圆周运动。 此时，粒子的加速度始终指向圆心，保持匀速圆周运动的角速度和半径不变。
方向
电场力的方向与带电粒子的电性有关， 正电荷受到的电场力方向与电场方向 相同，负电荷受到的电场力方向与电 场方向相反。
牛顿第二定律的应用
1 2 3
牛顿第二定律 物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质 量成反比。
带电粒子在电场中的加速度 $a = frac{F}{m}$，其中$a$为加速度，$F$为电 场力，$m$为带电粒子的质量。
实验验证与理论推导
带电粒子在电场中的运动高三物理第一轮复习电场PPT课件北京海淀
例．A、B是某电场中的一条电场线，若再A点放置一初速度为零的 电子，电子仅在电场力的作用下，沿AB由A运动到B过程中的速度 图像如图已所示，下列关于两点的电势和电场强度E的判断中，正 确的是：（ A D ） A.EA>EB B.EA<EB C.φA>φB D.φA<φB
· ·
A B
v t
乙
O 解析：电子从A到B做加速度减小的变加速直线运动 v F a F qE m F F减小 A减小 E m一定 q一定 善于从图像获取信息是物理解题的基本功。
往复运动 (简谐运动)
圆周运动
4、解决的思路和方法 电场中的规律和力学方法：这类问题本质上是一个力学问 题，应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律。须应 用力学中的物体平衡、运动学、牛顿运动定律、功能关系、动 量等一些知识来解决，考查学生综合分析问题的能力，用数学 知识解决物理问题的能力。关于运动形式的考查有单一的，也 有两个或两个以上的组合。
要注意的是： （1）对于具体问题要分清：场的条件和在场中运动电荷的条 件 （2）做好受力分析，根据问题选择力学方法 （3）加速度 Eq Uq
a
m
md
5、只在电场力的作用下的运动
带电粒子的加速 问题1.如图所示为直线加速器的示意图.平行金属板 加上恒定电压U，质量为m，电荷量为+q的带电粒 子从A板静止释放. 求粒子到达B板的速度大小. (1)带电粒子在电场中做什么运动? (2)设两板间的距离为d,加速度为多 大? (3)求粒子到达B板的速度大小. (4)电场力对带电粒子做的功为多大? (5)粒子到达B板的动能为多大?速度 为多大?
x
问题2. 质量为m,电荷量为q的带电粒子,经过加速极电压U1加 速后,平行极板进入偏转极电场,偏转极电压为U2.已知偏转极 极板长度为l,两板间的距离为d. (1) 求粒子离开加速电场时的速度大小; (2)求带电粒子射出电场时侧向偏移距离y和偏转角.
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
第47课时带电粒子(体)在电场中运动的综合问题2025届高考物理一轮复习课件
2
通过偏转电场所用的时间t＝
3
，电子在竖直方向上的位移大小y＝
20
1 0 2
9
1
· ·
t ，解得y＝ d＞ d，假设不成立，所以电子不能射出偏转电
2
16
2
场，故A错误；
目录
高中总复习·物理
在t＝
2
T时刻，A、B间的电压为3U0，此时刻进入的电子在加速电场中
3
有3eU0＝
1
m1 2 ，假设电子能通过偏转电场，则电子通过偏转电场所
4
子做往复运动，故D正确。
目录
高中总复习·物理
2. 【带电粒子在交变电场中的偏转运动】
（多选）如图甲所示，A、B两平行板构成一加速电场，C、D两平
行板构成一偏转电场，有电子源源不断地从A板上的小孔由静止进
入加速电场，并从B板的小孔离开加速电场进入偏转电场，虚线恰
好为偏转电场的中轴线，A、B板间的加速电压与时间的关系图像如
运动，最后穿过B板
目录
高中总复习·物理
解析：若电子从t＝0时刻进入，电子将做单向直线运动，它一定会到
达B板，A错误；若电子从 时刻进入两板，则电子开始时受到电场力
2
方向向左，故无法到达B板，B正确；若电子从 时刻进入两板时，电
4
子先加速，经 时速度最大，此时电子开始受到反向电场力，经 速度
4
4
减为零，再加速 至反向速度最大，接着减速 回到原位置，即电子在
4
4
大于 时刻进入时一定不能到达B板，小于 时刻进入时一定能到达B
4
4
板，C正确，D错误。
目录
通过偏转电场所用的时间t＝
3
，电子在竖直方向上的位移大小y＝
20
1 0 2
9
1
· ·
t ，解得y＝ d＞ d，假设不成立，所以电子不能射出偏转电
2
16
2
场，故A错误；
目录
高中总复习·物理
在t＝
2
T时刻，A、B间的电压为3U0，此时刻进入的电子在加速电场中
3
有3eU0＝
1
m1 2 ，假设电子能通过偏转电场，则电子通过偏转电场所
4
子做往复运动，故D正确。
目录
高中总复习·物理
2. 【带电粒子在交变电场中的偏转运动】
（多选）如图甲所示，A、B两平行板构成一加速电场，C、D两平
行板构成一偏转电场，有电子源源不断地从A板上的小孔由静止进
入加速电场，并从B板的小孔离开加速电场进入偏转电场，虚线恰
好为偏转电场的中轴线，A、B板间的加速电压与时间的关系图像如
运动，最后穿过B板
目录
高中总复习·物理
解析：若电子从t＝0时刻进入，电子将做单向直线运动，它一定会到
达B板，A错误；若电子从 时刻进入两板，则电子开始时受到电场力
2
方向向左，故无法到达B板，B正确；若电子从 时刻进入两板时，电
4
子先加速，经 时速度最大，此时电子开始受到反向电场力，经 速度
4
4
减为零，再加速 至反向速度最大，接着减速 回到原位置，即电子在
4
4
大于 时刻进入时一定不能到达B板，小于 时刻进入时一定能到达B
4
4
板，C正确，D错误。
目录
人教版高中物理必修三第十章 5.带电粒子在电场中的运动课件
附近向负极板运动。
试结合上述情境讨论:
(1)怎样计算它到达负极板时的速度?
(2)若粒子带的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,如果
能到达负极板,其速度如何?
(3)上述问题中,两块金属板是平行的,两板间的电场是匀强电场,
如果两金属板是其他形状,中间的电场不再均匀,上面的结果是否
仍然适用?为什么?
强电场,受到与初速度方向垂直的恒定静电力作用而做匀变速曲线
运动。
2.处理方法:带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电
场,将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解:(1)沿
初速度方向的分运动为匀速直线运动。(2)沿静电力方向的分运动
为初速度为零的匀加速直线运动。
课前篇自主预习
必备知识
不变,故 A、B 项错误,C 项正确;粒子做初速度为零的匀加速直线运
在电场中的偏转是曲线运动。
答案:√
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
2.一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动
状态是(
)
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.匀变速曲线运动
解析:粒子合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A不可能;粒子合
力不为0,当初速度方向与加速度方向相同(或相反),若受到的静电
探究一
探究二
随堂检测
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍
为v
B.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速
2
度变为
C.如果 A、K 间距离不变而电压减半,则电子离开 K 时的速度变
√2
为2v
2
试结合上述情境讨论:
(1)怎样计算它到达负极板时的速度?
(2)若粒子带的是负电荷(初速度为v0),将做匀减速直线运动,如果
能到达负极板,其速度如何?
(3)上述问题中,两块金属板是平行的,两板间的电场是匀强电场,
如果两金属板是其他形状,中间的电场不再均匀,上面的结果是否
仍然适用?为什么?
强电场,受到与初速度方向垂直的恒定静电力作用而做匀变速曲线
运动。
2.处理方法:带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电
场,将带电粒子的运动沿初速度方向和静电力方向进行分解:(1)沿
初速度方向的分运动为匀速直线运动。(2)沿静电力方向的分运动
为初速度为零的匀加速直线运动。
课前篇自主预习
必备知识
不变,故 A、B 项错误,C 项正确;粒子做初速度为零的匀加速直线运
在电场中的偏转是曲线运动。
答案:√
课前篇自主预习
必备知识
自我检测
2.一带电粒子在电场中只受静电力作用时,它不可能出现的运动
状态是(
)
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.匀变速曲线运动
解析:粒子合力不为0,不可能做匀速直线运动,故A不可能;粒子合
力不为0,当初速度方向与加速度方向相同(或相反),若受到的静电
探究一
探究二
随堂检测
A.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速度仍
为v
B.如果A、K间距离减半而电压仍为U,则电子离开K时的速
2
度变为
C.如果 A、K 间距离不变而电压减半,则电子离开 K 时的速度变
√2
为2v
2