教学设计
课题名称 科目 带电粒子在电场中的运动 物理 教学对象 高二 课时 1课时 一、教材内容分析 本节是高中物理选修3-1第一章第九节的内容。电场是电学的基本知识，是学好电磁学的关键。本节是力学知识和电学知识的综合。在教学大纲和考试说明中都把本节知识列为理解并掌握的内容。通过对本节知识的学习，学生能够把电场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机的结合起来，加深对力、电知识的理解，有利于培养学生应用物理规律解决问题的能力，同时也为学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。 二、教学目标 【具体分析教学目标】 （1）知识技能： ①学习运用电场力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中的运动时的加速度、速度和位移等物理量 的变化。 ②理解带电粒子在电场中的加速和偏转的有关规律，并能分析和解决加速、偏转的问题。 ③了解示波管的工作原理（第二课时）。 （2）过程方法： ①通过由浅入深、层层推进的探究活动，让学生逐步了解示波管的基本原理。 ②通过复习自由落体运动规律，由学生自己推导出带电粒子在匀强电场中的加速和偏转规律。 ③使学生进一步发展“猜想－推理－结论”的科学探究方法，让学生主动思考、主动学习。 （3）情感、态度、价值观： ①通过理论分析与实验验证相结合，让学生形成科学世界观；自然规律是可以理解的，我们要学习科学，利用科学知识为人类服务。 ②培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。 【教学重点】 带电粒子在电场中的运功规律 【教学难点】 利用带电粒子在电场中偏转规律解题 三、学情分析 7
此前学生已经比较熟练地掌握了力学和电场的基本知识，初步具备了分析有关电场 问题的能力；教学中可充分调动学生积极性，体现教学中学生的主体作用，在共同探讨中完成知识框架的构建。高中学生思维活跃，关心生活，对物理规律和现实生活的联系比较感兴趣。 四、教学过程 教学 教师活动 教学资源 环节 （预计时间 ） 学生活动 （预计时间） 设计意图 [视频播放] 新闻“跑起来”的粒子 环节一 情境 导入 学生观察、思考 2、如何控制电子的运动轨迹呢？ 根据电场相关知识猜想，回答问题: (预计时间 min ) “是利用电场来引入新课：这节课我们带着这两个问题共同学实现加速和控制轨迹” [问题设置] 1、如何使电子获得较大的速度？ 利用“跑起来”的粒子视频导入，在不脱离主题的情况下，更贴近学生，以此来激发学生的学习兴趣。 习带电粒子在电场中的运动。 利用PPT展示带电粒子在电场中加速的动画。 环节 若加速电场两平行板间电压为U, 板间距离为d，电子的质量为m，电量为q,无初速的由负极二 板附近释放，则电子在射出电场时的速度v0为 多少？(忽略重力） 带电粒子在电场的加速
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学生观察思考 学生利用运动学由现象分析升级为理论规律分析 的观点、能的观点来解题。 (预计时间 min) 解法一：由动力学规律 环节三 带点粒子在电场中的偏转
通过对比两种情况，区分两种规律的适用条件。 解法二：由动能定律 2qU12 v0?qU?mv0m 2 总结：动力学观点（仅适用于匀强电场） 能量观点（匀强、非匀强电场都能使用） 那我们又如何控制在电场中的运动呢？ 学生回忆平抛运动的规律，并在脑若电子带电荷量为q，质量为m，以初速为v0垂直电海中建立电偏模型，思考讨论回答 场沿着中间线射入电场中，平行板长为L，两板间距为 d，电势差为U。试求 (1)射出电场时垂直于板面方向的偏转位移y (2)射出电场时偏转角度的正切值tan 学生自己总结电偏的运动规律 ?垂直电场方向：对比平抛讲解带电粒子在电场中偏转时做类平抛运做匀速直线运动 动，画图讲解偏转位移、偏转角的概念。给出求解偏?沿着电场方向：初速度为零的匀转位移和偏转角正切值的思路，组织学生求解。 加速直线运动 情境一：以速度v0直接进入偏转电场 L ? 穿过极板所用的时间t? 与老师共同完成qUv?v02?2ada? 0md 2qUm 加强学生对电场知识与力学知识的整合，拓展思维。 先由偏转的基本模型开始分析，以v0直接进入偏转电场，类比平抛规律讲解带电粒子的偏转——类平抛运动。 注重类比法的应v07
计算：穿过极板所用的时间t、偏转 量y、偏转角度正切值tanθ qUL 偏转角的正切值 tan?? 2 mdv0 设计例题2，深入分析穿过极板的时间t、偏转量y、 偏转角度的正切值tanθ由偏转电场的特性（E）、粒子真正理解带电粒做偏转运动的原 自身特性（m、q、v0）、板的特性（L、d）来决定。 因——由于偏转电场的力的作用。 情境二：先经过加速电场再偏转 2UL y? 偏转位移量 在老师的帮助下4U1d 先加速再偏转的UL 偏转角的正切值 tan??规律：与带电粒子2Ud1 的荷质比无关，只 与加速电场和偏 转电场的参量（U、 情境三：带电粒子未穿过电场，最终打在极板上 L、d、U1）有关。 在老师的推理下 y12 ?at发现，带店粒子打22 在极板上时，所用在电场中运动的时间 由 可得 的时间与初速度 无关。 2md t? qU 环节 预计时间（ min） 四 完成学案相应的1、 在新课过程中穿插完成学案“练一练”，老师巡堂。 qUL2y? ? 偏转位移量 2mdv02 用，让学生参与规律、公式的建立过程。 求出的公式、规律包含的字母变量太多，一定深入讨论得到的结果，真正提高学生的解题思维能力。 认识先加速再偏转的模型。 带店粒子在电场中的运动的时间进行深入分析。 课堂效果检测 7
课堂巩固练习 环节五 课堂小结 习题。 2、利用多媒体展示做的有特点的学案。 1、通过这节课，我们从知识、方法、方面分析了带电总结回忆这节课学习的内容 粒子在电场中的运动。 （1）知识：我们学习了带电粒子的加速和偏转。 （2）方法：分析带电粒子的加速，我们可以用牛顿定律和运动学公式，也可以用功能关系。分析带电粒子在电场中偏转，运用了对比平抛的的类比法。 2、利用知识网络图展示本节课的内容 3、作业布置 4、安全提示：注意校园施工期间的安全。 总结提升 7
人教版高中物理选修3—1第1章第9节带电粒子在电场中的运动教案
