10.5 带电粒子在电场中的直线运动 【帮课堂】2024-2025学年高一物理 同步学与练（ 人教版2019必修第一册）（原卷版）.pdf

10.5带电粒子在电场中的直线运动

学习目标

课程标准物理素养

物理观念：会分析带电粒子在电场中的加速问题。

3.1.5能分析带电粒子在科学思维：能够从牛顿运动定律和功能关系两个角度分析物体的直线运动。

电场中的运动情况，能解科学探究：通过解决带电粒子在电场中加速的问题，加深对牛顿运动定律和

释相关的物理现象。功能关系两个角度分析物体运动的认识。

科学态度与责任：体会静电场知识对科学技术的影响。

02思维导图

1．带电粒子在电场中的运动

(1)分析方法：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速，轨迹是直线还是曲线)，然

后选用恰当的规律解题。

(2)受力特点：在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力

相比较是否能忽略。一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子

的重力可以忽略，一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用。

2．处理带电粒子(带电体)运动的方法

(1)结合牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题。

(2)用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理思路

①利用初、末状态的能量相等(即E＝E)列方程。

12

②利用某些能量的减少等于另一些能量的增加列方程。

(3)常用的两个结论

①若带电粒子只在电场力作用下运动，其动能和电势能之和保持不变。

②若带电粒子只在重力和电场力作用下运动，其机械能和电势能之和保持不变。

03知识梳理

（一）课前研读课本，梳理基础知识：

一、带电粒子在电场中的直线运动

1．做直线运动的条件

(1)粒子所受合外力F＝0，粒子静止或做直线运动。

合

(2)粒子所受合外力F≠0，且与初速度方向同一条直线上，带电粒子将做变速直线运动；若电场

合

为电场且其它力恒力，则带电粒子做匀变速直线运动。

2．用动力学观点分析

qEU22

在匀强电场中，a＝，E＝，v－v＝2ad。

0

md

3．用功能观点分析

11

22

动能定理qU＝mv－mv0

22

4．带电粒子在电场中的加速

11

22

(1)在匀强电场中：W＝qEd＝qU＝mv－mv。

0

22

11

22

(2)在非匀强电场中：W＝qU＝m－m。

vv0

22

二、带电粒子在交变电场中的直线运动

1．常见的交变电场

常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。

2．常见的题目类型

(1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。

(2)粒子做往返运动(一般分段研究)。

3．思维方法

(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)：抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求

解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件。

(2)从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律