新教材高中物理静电场中的能量带电粒子在电场中的运动课件新人教版必修3.pptxVIP

新教材高中物理静电场中的能量带电粒子在电场中的运动课件新人教版必修3

REPORTING

目录

静电场基本概念与性质

能量概念及在静电场中表现

带电粒子在复杂静电场中运动分析

实验：探究带电粒子在匀强电场中运动规律

拓展：微观粒子间相互作用力与能量传递机制

总结回顾与拓展延伸

PART

01

静电场基本概念与性质

REPORTING

电荷是物质的一种基本属性，分为正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

电荷

电场

电场线

电荷周围空间存在电场，电场对放入其中的电荷有力的作用。

为了形象地描述电场而引入的线，电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向。

03

02

01

描述电场的力的性质的物理量，其大小等于单位电荷在电场中受到的电场力。

电场强度

描述电场的能的性质的物理量，其大小等于单位正电荷从该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。

电势

电势相同的各个点构成的面，沿着等势面移动电荷时电场力不做功。

等势面

在静电场中，导体内部电场强度为零，电荷分布在导体的外表面。导体能够传导电流。

导体

在静电场中，绝缘体内部和外部的电场强度都不为零。绝缘体不能传导电流。

绝缘体

当一个带电体靠近一个导体时，由于电荷间的相互作用，导体会发生静电感应现象，即导体内部电荷重新分布，使得导体两端出现等量异种电荷。

将导体与大地相连，使导体上的电荷流入大地或从大地流入导体，从而使导体达到静电平衡状态。接地导体能够消除静电感应现象。

接地导体

静电感应

PART

02

能量概念及在静电场中表现

REPORTING

能量守恒定律

在静电场中，电荷之间的相互作用是通过电场传递的，这个过程中能量是守恒的。即系统内部能量的转化和传递遵循能量守恒定律。

静电场中的能量

静电场中的能量以电势能的形式存在，电势能的大小与电荷在电场中的位置和电场的分布有关。

电荷在电场中具有的势能称为电势能。电势能的大小与电荷的电量和所在位置的电势有关。

电势能

电场中两点间的电势之差称为电势差。电势差反映了电荷在电场中移动时电势能的变化情况。

电势差

电场中电势相等的各个点构成的面称为等势面。等势面的分布可以直观地反映电场的分布情况。

等势面

匀强电场

如果电场中各点的电场强度大小相等、方向相同，则称该电场为匀强电场。

带电粒子在匀强电场中的运动

带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力作用，因此其运动遵循牛顿第二定律。根据粒子的初速度和受力情况，可以分析出粒子的运动轨迹和速度变化情况。

平行板电容器

01

由两个相互平行且相距较近的金属板组成的电容器称为平行板电容器。当电容器带电时，两板间形成匀强电场。

带电粒子在平行板间的加速

02

当带电粒子垂直进入平行板间的匀强电场时，会受到电场力的作用而加速。根据粒子的电量、质量和电场强度，可以计算出粒子的加速度和末速度。

带电粒子在平行板间的偏转

03

当带电粒子以一定角度进入平行板间的匀强电场时，会受到电场力和初速度的共同作用而发生偏转。偏转的程度取决于粒子的初速度、电量、质量和电场强度等因素。

PART

03

带电粒子在复杂静电场中运动分析

REPORTING

点电荷产生的静电场会对带电粒子施加库仑力，改变粒子的运动轨迹和速度。

库仑力作用

带电粒子在点电荷产生的静电场中运动时，其电势能会发生变化，影响粒子的动能和总能量。

电势能变化

PART

04

实验：探究带电粒子在匀强电场中运动规律

REPORTING

利用带电粒子在匀强电场中受到的电场力，使其获得加速度并发生偏转，通过观察和测量粒子的偏转情况，探究其在电场中的运动规律。

实验原理

实验装置主要包括粒子源、加速电场、偏转电场、探测器和数据处理系统等部分。粒子源产生带电粒子，加速电场使粒子获得初速度，偏转电场使粒子发生偏转，探测器用于测量粒子的偏转情况，数据处理系统对实验数据进行采集、处理和分析。

装置介绍

数据处理

对实验数据进行整理、筛选和计算，得到带电粒子在电场中的运动参数，如速度、加速度、动能等。

数据采集

使用探测器对带电粒子在电场中的偏转情况进行实时测量，记录粒子的偏转角、偏转距离等相关数据。

数据分析

通过对实验数据的分析，探究带电粒子在匀强电场中的运动规律，如粒子的偏转与电场强度、粒子电荷量、粒子质量等因素的关系。

误差来源

实验误差主要来源于粒子源的稳定性、电场的均匀性、探测器的精度以及数据处理方法等方面。

减小误差措施

为减小实验误差，可以采取以下措施：优化粒子源的设计，提高粒子的稳定性和一致性；改进电场的设计，提高电场的均匀性和稳定性；提高探测器的精度和灵敏度，减小测量误差；优化数据处理方法，提高数据处理的准确性和可靠性。

PART

05

拓展：微观粒子间相互作用力与能量传递机制

REPORTING

力的作用下物体沿力的方向发生位