师：同学们，今天我们继续学习粤教版高二必修3第二章第二节带电粒子在电场中的运动。先来回顾上节内容。
第一个是带电粒子在电场中的加速。给两块平行板加电压U，让带电粒子由静止开始加速，到达另一极板时，其获得的速度可由(v = \sqrt{\frac{2qU}{m}})求得。上节课我们知道这个公式可用两种方法计算，既可以用牛顿运动定律，也能用动能定理。
第二点是带电粒子在电场中的偏转。若带电粒子垂直电场方向进入匀强电场，其偏移量(y = \frac{qUL^{2}}{2mdv_{0}^{2}})，偏转角(\tan\theta)也有相应公式。学习这两个公式时，可拆解字母理解，比如(\frac{1}{2}\frac{qU}{md})代表加速度，(\frac{L}{v_{0}})代表粒子在电场中的运动时间，这样便于记忆。同理，(\tan\theta)公式也可如此拆解。
第三点，上节课我们还学习了带电粒子在电场中先加速后偏转的物理模型。若在加速电场加电压(U_{1})，偏转电场加电压(U_{2})，带电粒子射出区域的侧移量和偏转角，我们已推导出相应公式。这两个公式很特别，与带电粒子本身的电量和质量无关，只由电场要素决定，比如(U_{1})、(U_{2})、偏转板板长和板间距等物理量。也就是说，不同质量或电量的带电粒子，进入同一加速电场加速，再进入同一偏转电场偏转，(y)和(\tan\theta)的值相同，轨迹也相同。
这就是上节课所学知识。今天我们继续学习带电粒子在电场中运动的相关应用。我们先归纳总结上节课知识对应的基本方法。目前物理上解决问题有两种基本方法，一种是运动和力的思路，另一种是功和能的思路。运动和力思路会用到牛顿运动定律和匀变速直线运动公式；功和能思路会运用静电力做功和动能定理。这两种方法适用情境不同，若解决匀强电场问题，或涉及运动时间等描述运动过程的物理量，优先考虑运动和力的思路，因为匀强电场中受力恒定，加速度恒定，可使用匀变速直线运动公式；若遇到非匀强电场场景，或物理模型只涉及位移、速率等与时间无关的物理量，可考虑用能量思想解决。
今天我们基于上节课知识，看两种带电粒子在电场中运动的实际应用。第一种是加速器。加速器在现实生活中应用广泛，比如医学上，电子被加速器加速后轰击金属靶产生射线，用于放射性治疗；原子物理和核物理领域，带电粒子被加速成高能粒子，轰击原子和原子核，帮助认识物质微观结构。
加速器具体结构和原理是怎样的呢？回顾上节课，带电粒子从静止开始加速，其速度表达式由该公式确定。从公式可知，最终速度由粒子荷质比和加速电压决定。粒子确定后，(\frac{q}{m})为定值，要增加速度，只能增加电压。但加速极板间电压不能无限增加，因为电压过大，空气会被导通。
那如何让粒子获得更大速度呢？科学家想到多级加速方式。具体看课本装置图，最左边是粒子发射装置，一般叫电子枪，发射的电子经加速器从右侧出来可获得足够大速度。此加速器主要有两个结构，一是若干金属圆筒，二是金属圆筒两侧的极板。在金属圆筒上加交变电压，电子就能获得足够大速度飞出。
思考一下，为什么加交变电压，若加恒定电压会怎样？回到装置图分析，电子要加速，两极板间需有电势差，比如金属筒一右侧极板接电源正极，第二个圆筒接电源负极，此时电子在一、二极板间不能加速。要加速需改变电压正负，比如二级板电势更高，电子在一、二空间中加速。但如果后续圆筒电势差按一、二规律，一、三、五接负极板，二、四、六接正极板，电子在一、二间加速，到二、三间又会减速，无法实现一直加速。所以电子进入二、三间时，需将电压从正值调到负值，实现电子在每两极板间连续加速。
再思考，电子在两极板间和金属圆筒内分别做什么运动？刚才分析可知，电子在两极板间做匀加速直线运动，金属圆筒有静电屏蔽效果，内部不存在电场，电子飞入圆筒不受电场力，做匀速直线运动。电子就这样在两极板间匀加速、圆筒内匀速，交替从左到右运动，出来时就能获得足够大速度，这就是直线加速器基本原理。
看实验装置图，会发现金属圆筒长度不同，越往右越长。为什么呢？圆筒长度可由公式(L = vt)计算，(v)是电子进入圆筒速度，(t)是交变电压半个周期时间。因为电子在两极间不断加速，进入每个圆筒速度越来越大，时间相同，所以圆筒长度越来越长。