电场及带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动笔记摘要：一、带电粒子在电场中的运动规律1.匀强电场中的运动2.非匀强电场中的运动二、带电粒子在电场中的受力分析1.电场力的作用2.重力的影响三、带电粒子在电场中的运动实例1.匀变速直线运动2.类平抛运动3.平衡状态正文：一、带电粒子在电场中的运动规律带电粒子在电场中的运动规律取决于电场强度和粒子的初速度。

在匀强电场中，带电粒子受到的电场力是恒力，因此其运动状态是匀变速运动。

具体来说，当带电粒子的初速度与电场强度方向相同时，粒子将做匀变速直线运动；当带电粒子的初速度与电场强度方向垂直时，粒子将做类平抛运动。

在非匀强电场中，带电粒子受到的电场力是变力，因此其运动状态是变加速运动。

此时，带电粒子的运动轨迹可能呈现出曲线，具体取决于电场强度的分布情况。

二、带电粒子在电场中的受力分析在电场中，带电粒子受到的主要力是电场力。

电场力的大小与粒子的电荷量、电场强度以及粒子与电场之间的夹角有关。

另外，如果带电粒子在地球表面附近运动，还需要考虑重力的影响。

三、带电粒子在电场中的运动实例在匀强电场中，带电粒子可能做匀变速直线运动或类平抛运动。

例如，当一个带正电的粒子在垂直于电场方向的初速度为零时，其在匀强电场中将做直线运动；而当其初速度与电场方向不垂直时，粒子将做类平抛运动。

在非匀强电场中，带电粒子的运动轨迹可能呈现出曲线。

例如，在示波管中，带电粒子在非匀强电场中运动时，其轨迹可能呈现出复杂的波形。

总之，带电粒子在电场中的运动规律取决于电场强度和粒子的初速度。

在匀强电场中，带电粒子可能做匀变速直线运动或类平抛运动；在非匀强电场中，带电粒子的运动轨迹可能呈现出曲线。

高中物理电容公式带电粒子在电场中的运动
下面是高中物理电容器常见公式，以及带电粒子在电场中的运动问题
1、带电粒子在电场中的加速公式是)：
W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2 其中(Vo＝0）
2、带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏
转(不考虑重力作用的情况下)
在垂直电场方向:匀速直线运动L＝Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E＝U/d)
在平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m
带电小球接触后，电量分配3、两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分；
电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直；
电场强度（矢量）与电势（标量）均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关；
处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面；
常见电场的电场线分布要求熟记〔[第二册P98]；
电容单位换算：1F＝106μF＝1012PF；
电子伏(eV)是能量的单位,1eV＝1.60×10-19J；。

带电粒子在电场中的运动
带电粒子在匀强电场中运动时，若初速度与场强方向平行，它的运动是匀加速直线运动，其加速度大小为。

若初速度与场强方向成某一角度，它的运动是类似于物体在重力场中的斜抛运动。

若初速度与场强方向垂直，它的运动是类似于物体在重力场中的平抛运动，是x 轴方向的匀速直线运动和y 轴方向的初速度为零的匀加速直线运动的叠加，在任一时刻，x 轴方向和y 轴方向的速度分别为
位置坐标分别为
从上两式中消去t，得带电粒子在电场中的轨迹方程
若带电粒子在离开匀强电场区域时，它在x轴方向移动了距离l，它在y轴方向偏移的距离为
这个偏移距离h与场强E成正比，因此只要转变电场强度的大小，就可以调整偏移距离。

带电粒子进入无电场区域后，将在与原来运动方向偏离某一角度的方向作匀速直线运动。

可知
而
所以偏转角为
示波管中，就是利用上下、左右两对平行板（偏转电极）产生的匀强电场，使阴极射出的电子发生上下、左右偏转。

转变平行板间的电压，就能转变平行板间的场强，使电子的运动发生相应的变化，从而转变荧光屏上亮点的位置。

必修三第十章第5节《带电粒子在电场中的运动》说课稿今天我说课的内容是新人教版高中物理必修三第十章第5节《带电粒子在电场中的运行》。

本章是高中物理电学内容的第二章。

前一章从力的视角来研究电场性质，而本章则从能的视角进一步研究电场的性质。

物理学中的“电能”究竟说的是什么，本章将给学生一个清晰的认识;初中所说的“电压”是什么，学了本章之后，会真正了解电压的物理意义。

带电粒子在电场中的运动，实际上是第九、十两章最后的应用小结。

它汇集了带电粒子运动与静电力的制约关系、系统电势能与机械能的转化等问题，是提升“运动与相互作用观”“能量观”的很好载体。

本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“3.1.5知道匀强电场中的电势差与电场强度的关系。

能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。

”二、说教材分析在前面研究静电场性质的基础上，本节处理带电粒子在电场中运动的问题。

本节内容由带电粒子在电场中的加速、带电粒子在电场中的偏转、示波管的原理三部分组成。

教学内容的梯度适当，安排也符合学生的认知规律。

其中示波管的原理为拓展学习内容，不仅对力学、电学知识的综合能力有较高的要求，而且要求有一定的空间想象能力。

三、说教学目标1、会从运动和力的关系的角度、从功和能量变化的关系的角度分析带电粒子在匀强电场中的加速问题。

2、知道带电粒子垂直于电场线进入匀强电场运动的特点，并能对偏移距离、偏转角度、离开电场时的速度等物理量进行分析与计算。

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。

4、通过解决带电粒子在电场中加速和偏转的问题，加深对从牛顿运动定律和功能关系两个角度分析物体运动的认识，以及将匀变速直线运动分解为两个方向上的简单运动来处理的思路的认识。

高一物理《带电粒子在电场中的运动》知识点总结一、带电粒子在电场中的加速分析带电粒子的加速问题有两种思路：1．利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析．适用于匀强电场．2．利用静电力做功结合动能定理分析．对于匀强电场和非匀强电场都适用，公式有qEd ＝12m v 2－12m v 02(匀强电场)或qU ＝12m v 2－12m v 02(任何电场)等． 二、带电粒子在电场中的偏转如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子(忽略重力)，以初速度v 0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l ，极板间距离为d ，极板间电压为U .1．运动性质：(1)沿初速度方向：速度为v 0的匀速直线运动．(2)垂直v 0的方向：初速度为零的匀加速直线运动．2．运动规律：(1)t ＝l v 0，a ＝qU md ，偏移距离y ＝12at 2＝qUl 22m v 02d. (2)v y ＝at ＝qUl m v 0d ，tan θ＝v y v 0＝qUl md v 02. 三、带电粒子的分类及受力特点(1)电子、质子、α粒子、离子等粒子，一般都不考虑重力，但不能忽略质量．(2)质量较大的微粒，如带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力．(3)受力分析仍按力学中受力分析的方法分析，切勿漏掉静电力．四、求带电粒子的速度的两种方法(1)从动力学角度出发，用牛顿第二定律和运动学知识求解．(适用于匀强电场)由牛顿第二定律可知，带电粒子运动的加速度的大小a ＝F m ＝qE m ＝qU md.若一个带正电荷的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板做匀加速直线运动，两极板间的距离为d ，则由v 2－v 02＝2ad 可求得带电粒子到达负极板时的速度v ＝2ad ＝2qU m.(2)从功能关系角度出发，用动能定理求解．(可以是匀强电场，也可以是非匀强电场)带电粒子在运动过程中，只受静电力作用，静电力做的功W ＝qU ，根据动能定理，当初速度为零时，W ＝12m v 2－0，解得v ＝2qU m ；当初速度不为零时，W ＝12m v 2－12m v 02，解得v ＝2qU m ＋v 02. 五、带电粒子在电场中的偏转的几个常用推论(1)粒子从偏转电场中射出时，其速度方向的反向延长线与初速度方向的延长线交于一点，此点为粒子沿初速度方向位移的中点．(2)位移方向与初速度方向间夹角α的正切值为速度偏转角θ正切值的12，即tan α＝12tan θ. (3)不同的带电粒子(电性相同，初速度为零)，经过同一电场加速后，又进入同一偏转电场，则它们的运动轨迹必定重合．注意：分析粒子的偏转问题也可以利用动能定理，即qEy ＝ΔE k ，其中y 为粒子在偏转电场中沿静电力方向的偏移量．。

带电粒子在三种典型电场中的运动问题解析张路生淮安贝思特实验学校 江苏 淮安 邮编：211600淮安市经济开发区红豆路8号 tel:带电粒子在电场中的运动是每年高考的热点和重点问题，带电粒子在电场中的运动主要有直线运动、往复运动、类平抛运动等。

考查的类型主要有：带电粒子在点电荷电场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动和带电粒子在交变电场中的运动。

这类试题可以拟定不同的题设条件，从不同角度提出问题，涉及力学、电学的很多关键知识点，要求学生具有较强的综合分析能力。

下面笔者针对三种情况分别归纳总结。

初速度与场强方向的关系 运动形式 υ0∥E 做变速直线运动 υ0⊥E 可能做匀速圆周运动 υ0与E 有夹角 做曲线运动【例1】如图1所示，在O 点放置正点电荷Q ，a 、b 两点连线过O 点，且Oa=ab ，则下列说法正确的是A 将质子从a 点由静止释放，质子向b 点做匀加速运动B 将质子从a 点由静止释放，质子运动到b 点的速率为υ，则将α粒子从a 点由静止释放后运动到b 点的速率为2/2υC 若电子以Oa 为半径绕O 做匀速圆周运动的线速度为υ，则电子以Ob 为半径绕O 做匀速圆周运动的线速度为2υD 若电子以Oa 为半径绕O 做匀速圆周运动的线速度为υ，则电子以Ob 为半径绕O 做匀速圆周运动的线速度为2/2υ 〖解析〗：由于库仑力变化，因此质子向b 做变加速运动，故A 错；由于a 、b 之间电势差恒定，根据动能定理有2/2qU m υ=，可得2/qU m υ=，由此可判断B 正确；当电子以O 为圆心做匀速圆周运动时，有22Qq k m r r υ=成立，可得/kQq mr υ=，据此判断C 错D 对。

答案：BD2、根据带电粒子在电场的运动判断点电荷的电性【例2】 如图2所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q 产生的电场线，若带电粒子q （|Q|>>|q |）由a 运动到b ，电场力做正功。

电场中的带电粒子和电场力的作用在物理学中，电场是一个重要的概念，描述了电荷之间相互作用的力场。

带电粒子在电场中运动时，会受到电场力的作用。

本文将介绍电场中带电粒子的行为，以及电场力对其的作用。

一、电场和电场力的概念电场是一种在空间中存在的力场，由电荷产生。

任何一个带电物体都会在周围形成一个电场。

电场本质上是一种场的概念，可以将其类比为重力场。

电场的强弱用电场强度来描述，它与电荷的大小和距离有关。

电场力是电场对带电粒子施加的力，也称为库仑力。

根据库仑定律，电场力的大小与电荷的大小成正比，与距离的平方成反比。

电场力的方向则是电荷所受力的方向，正电荷受力方向与电场方向相同，而负电荷受力方向则相反。

二、带电粒子在电场中的行为当一个带电粒子置于电场中时，它会受到电场力的作用，从而发生运动。

带电粒子的运动状态取决于电场力和其它可能存在的力的平衡。

以下将介绍几种常见情况。

1. 带电粒子在电场中静止当带电粒子的电荷与电场方向相反时，电场力将与其它可能存在的力达到平衡。

这种情况下，带电粒子将保持相对静止。

这是因为电场力与其它力的大小相等但方向相反，所以它们抵消了彼此的效果。

2. 带电粒子在电场中做匀速直线运动当带电粒子的电荷与电场方向相同，且受到的电场力与其它力相等时，带电粒子将做匀速直线运动。

这是因为相等大小但方向相反的力对粒子的净作用力为零，粒子不受力而进行匀速直线运动。

3. 带电粒子在电场中做加速或减速运动当带电粒子的电荷与电场方向相同，但受到的电场力与其它力不相等时，带电粒子将做加速或减速运动。

这是因为净作用力不为零，导致带电粒子加速度的存在或改变。

三、实例分析为了更好地理解带电粒子在电场中的行为和电场力的作用，我们来看一个实际的示例。

假设有一个正电荷，放置在一个均匀电场中。

正电荷将受到电场力的作用，其方向与电场方向相同。

根据电场力的大小与带电粒子电荷大小的关系，正电荷将朝向电场的方向受力。

如果我们改变电场的方向，那么电场力的方向也会相应改变。

带电粒子在电场中的运动知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN（一）带电粒子的加速1.运动状态分析带电粒子沿与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，做加速（或减速）直线运动。

2.用功能观点分析粒子动能的变化量等于电场力做的功。

（1）若粒子的初速度为零，则qU=mv 2/2, V=2qU m （2）若粒子的初速度不为零，则qU=mv 2/2- mv 02/2, V=202qU V m+ （二）带电粒子的偏转（限于匀强电场）1.运动状态分析：带电粒子以速度V 0垂直电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动。

2.偏转问题的分析处理方法：类似平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解知识分析处理。

（1）垂直电场方向的分运动为匀速直线运动：t=L/V 0；v x =v 0 ；x=v 0t（2）平行于电场方向是初速为零的匀加速运动：v y =at ,y=12 at 2经时间t 的偏转位移：y=qU 2md （x V 0 ）2； 粒子在t 时刻的速度：Vt=V 02+V y 2 ；时间相等是两个分运动联系桥梁；偏转角：tg φ=V y V 0 =qUx mdv 02 （三）先加速后偏转若带电粒子先经加速电场（电压U 加）加速，又进入偏转电场（电压U 偏），射出偏转电场时的侧移22222012244qU L qU L U L y at dmV dqU dU ====偏偏偏加加偏转角：tg φ=V y V 0 =U 偏L 2U 加d带电粒子的侧移量和偏转角都与质量m 、带电量q 无关。

(四)示波管原理1．构造及功能如图8-5所示图8-2（１）电子枪：发射并加速电子．（２）偏转电极ＹＹ＇：使电子束竖直偏转（加信号电压）偏转电极ＸＸ＇：使电子束水平偏转（加扫描电压）（3）荧光屏．2．原理：○1ＹＹ＇作用：被电子枪加速的电子在ＹＹ＇电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，由几何知识'22L l y Ly +=，可以导出偏移20'()tan ()22L ql L y l l U mV d θ=+=+。

电场中的运动电场是由电荷产生的一种空间区域，其中存在电力的作用。

对于带电粒子而言，电场可以对其施加力，使其产生运动。

本文将探讨电场中的运动现象，包括运动方向和速度的改变。

1. 电场中的带电粒子运动方式在电场中，带电粒子可以沿着电场线方向运动，也可以在电场线方向上发生偏转运动。

带正电荷的粒子会沿着电场线从高电势区向低电势区运动，而带负电荷的粒子则相反。

这种运动方式称为电势能转化为动能的运动，类似于物体在重力场中下落的运动。

2. 带电粒子受力情况带电粒子在电场中受到的力是电场力，其大小和方向由带电粒子的电荷量和电场的性质决定。

电场力的方向与带电粒子所带电荷的性质有关：正电荷受力方向与电场力方向相同，负电荷则相反。

电场力大小与电场的强度也有关，数值上与电场的强度成正比。

3. 加速度与速度根据牛顿第二定律，带电粒子在电场力作用下会产生加速度。

根据经典力学的知识，加速度与速度之间的关系可以用以下公式表示：a = F/m，其中a为加速度，F为电场力，m为带电粒子的质量。

通过这个公式，我们可以得出由于电场力作用，带电粒子的速度改变，产生加速或减速的现象。

4. 电场中的运动轨迹带电粒子在电场中的运动轨迹可以是直线、曲线或周期性的往返运动。

当带电粒子沿着电场线运动时，其轨迹是直线。

当带电粒子在电场中发生偏转运动时，其轨迹是曲线。

具体的轨迹形状取决于电场的分布特性以及带电粒子的初始位置和速度。

5. 电场中的能量转化带电粒子在电场中具有电势能，当其受力运动时，电势能会逐渐转化为动能。

根据能量守恒定律，电场力所做的功等于带电粒子动能的增加，表示为W = ΔK。

这种能量转化使得带电粒子在电场中能够进行加速或减速运动。

综上所述，电场中的运动是由带电粒子受到电场力的影响而发生的。

带电粒子的运动方式和轨迹取决于电场的性质和带电粒子本身的电荷性质。

电场中的运动过程中，带电粒子的加速度和速度会发生变化，同时电势能也会转化为动能。

通过对电场中运动现象的研究，我们可以更好地理解电场力的作用和电荷在电场中的运动规律。