2025年高二物理上册同步备课系列（人教2019必修三）带电粒子在电场中的运动（课件）.pptxVIP

第十章第五节带电粒子在电场的运动

目录contents01带电粒子在电场中的加电粒子在电场中的偏转示波器的原理课堂小结课堂练习

新课导入下图中展示了一台医用电子直线加速器。医用电子加速器在该电子加速器中，电子被加速后轰击重金属靶时，会产生射线。可用于放射治疗。思考：电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？第5节带电粒子在电场中的运动

知识点1：带电粒子在电场中的加速

带电粒子在电场中的加速01ABUdE+Fv【问题情境】如图，一个质量为m、带正电荷q的粒子，只在静电力的作用下由静止开始从正极板A向负极板B运动。试计算粒子到达负极板时的速度？方法一：动力学角度选择条件：匀强电场，静电力是恒力

带电粒子在电场中的加速01方法二：功能关系角度（1）若为匀强电场总结：粒子加速后的速度只与加速电压有关。ABUdE+Fv（2）若为非匀强电场

带电粒子在电场中的加速01思考：如果两极板间不是匀强电场，又该怎么解？（1）若粒子的初速度为零,则:（2）若粒子的初速度不为零,则:只能用功能关系:动能定理

带电粒子的分类及受力特点02(1)带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，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。(3)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。

解题思路03受力分析运动分析解题策略和力学的受力分析相同，但多了一个电场力带电粒子沿电场线方向运动，若电场为匀强电场，一定做匀加速或匀加速直线运动??

直线加速器041.直线加速器：指利用高频电磁场进行加速，被加速粒子的运动轨迹为直线的加速器。2.高频加速器：利用直线轨道分布的高频电场加速带电粒子的装置。3.按被加速粒子的种类：电子直线加速器、质子直线加速器和重粒子直线加速器等。

直线加速器044.质子加速器的特点质子加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。

直线加速器044.质子加速器的特点在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。特别提示：圆筒的间隙很小，质子的速度很大，质子在圆筒间隙运动的时间忽略不计。

直线加速器04质子加速器的特点：（1）质子在圆筒内别加速，在圆筒内做匀加速直线运动（2）质子在最左端由静止被加速，离开第一个圆筒后，交变电场反向，质子被加速（3）质子在各圆筒中运动时间相同，但由于速度不同，故各圆筒的长度不相等。思考：各圆筒长度间满足什么关系呢

直线加速器04设电子的质量为m，电子电荷量为e，电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。圆筒长度跟圆筒序号的平方根成正比，第n个圆筒的长度是解：设电子进入第n个圆筒后的速度为v，根据动能定理有第n个圆筒的长度为：

知识点2：带电粒子在电场中的偏转

(1)平抛运动的特点只受重力，初速度方向水平，初速度方向与重力方向垂直，轨迹是一条抛物线，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。(2)平抛运动速度规律公式：温故知新01

(3)平抛运动位移规律公式：(4)平抛运动推论：①位移偏向角θ与速度偏向角α的关系：②速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。温故知新01

带电粒子在电场中的偏转02【问题1】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？1.受力分析：仅受竖直向下的电场力做类平抛运动2.运动分析：v0q、mLd----------+++++++++U++垂直电场方向：匀速直线运动沿电场方向：初速度为零的匀加速直线运动

Ld+-------------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角（偏向角）偏移距离（侧移距离或侧移量）【问题2】如图所示，若粒子以初速度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