第十章第5節(jié)課時(shí)2帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的綜合2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版2019江蘇專用）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：高中物理必修第三冊(cè)第十章第5節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的綜合

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高三年級(jí)理科班

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年第二學(xué)期

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提升物理觀念和科學(xué)思維；通過(guò)分析帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，發(fā)展科學(xué)探究能力；在解決實(shí)際問題時(shí)，運(yùn)用物理知識(shí)解釋現(xiàn)象，提高應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-帶電粒子在電場(chǎng)中的加速：理解電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子的作用，掌握動(dòng)能定理在電場(chǎng)中的應(yīng)用，例如計(jì)算粒子在電場(chǎng)中加速后的速度。

-帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)：分析粒子在垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡，如電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)調(diào)電場(chǎng)力作為向心力的作用。

-電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化：理解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，例如粒子從電場(chǎng)的一端加速到另一端，其電勢(shì)能減少而動(dòng)能增加。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方程的結(jié)合：學(xué)生可能難以理解電場(chǎng)力如何影響粒子的運(yùn)動(dòng)方程，例如在解決帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，如何將電場(chǎng)力與牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合起來(lái)。

-電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)分析：學(xué)生可能對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)分析感到困難，比如如何計(jì)算粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度和距離，需要學(xué)生能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)分解為水平和垂直兩個(gè)方向。

-電勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化計(jì)算：學(xué)生可能不熟悉電勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，例如在計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何運(yùn)用能量守恒定律來(lái)解決問題。教學(xué)資源-硬件資源：白板、投影儀、電腦

-軟件資源：物理模擬軟件（如PhET）

-課程平臺(tái)：學(xué)校在線教學(xué)平臺(tái)

-信息化資源：電子版教材、教學(xué)PPT、教學(xué)動(dòng)畫

-教學(xué)手段：小組討論、問題驅(qū)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時(shí)5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：展示一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，讓學(xué)生觀察粒子的加速和偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

-提出問題：詢問學(xué)生，粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)是如何發(fā)生的？電場(chǎng)力是如何影響粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的？

2.講授新課（用時(shí)20分鐘）

-講解帶電粒子在電場(chǎng)中的加速：通過(guò)公式推導(dǎo)，講解電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子的作用，以及動(dòng)能定理的應(yīng)用。

-示例：假設(shè)一個(gè)電子在電場(chǎng)中加速，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電子的電荷量為e，求電子加速后的速度。

-講解帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)：分析粒子在垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡，講解電場(chǎng)力作為向心力的作用。

-示例：一個(gè)帶電粒子以一定初速度垂直進(jìn)入電場(chǎng)，求其在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度和距離。

-講解電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化：通過(guò)實(shí)例分析，講解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。

-示例：一個(gè)帶電粒子從電場(chǎng)的一端加速到另一端，計(jì)算其電勢(shì)能的減少和動(dòng)能的增加。

3.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（用時(shí)10分鐘）

-提問與討論：針對(duì)講授內(nèi)容，提出問題并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論。

-問題1：電場(chǎng)力是如何影響帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的？

-問題2：在電場(chǎng)中，帶電粒子的電勢(shì)能和動(dòng)能是如何轉(zhuǎn)化的？

-實(shí)驗(yàn)演示：通過(guò)物理模擬軟件，模擬帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-解答疑問：解答學(xué)生在討論和實(shí)驗(yàn)中提出的疑問。

4.鞏固練習(xí)（用時(shí)10分鐘）

-練習(xí)題目：給出一些帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成。

-練習(xí)1：計(jì)算一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中加速后的速度。

-練習(xí)2：分析一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度和距離。

-討論與反饋：讓學(xué)生展示練習(xí)結(jié)果，并進(jìn)行討論和反饋。

5.總結(jié)與布置作業(yè)（用時(shí)5分鐘）

-總結(jié)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律。

-布置作業(yè)：布置一些相關(guān)的作業(yè)題目，鞏固學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解和掌握。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果如下：

1.知識(shí)掌握方面：

-學(xué)生能夠理解并運(yùn)用電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子的作用，掌握動(dòng)能定理在電場(chǎng)中的應(yīng)用，能夠計(jì)算帶電粒子在電場(chǎng)中加速后的速度。

-學(xué)生能夠分析帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，理解電場(chǎng)力作為向心力的作用，能夠計(jì)算粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度和距離。

-學(xué)生能夠理解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，能夠運(yùn)用能量守恒定律解決相關(guān)問題。

2.分析與解決問題能力方面：

-學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析實(shí)際物理問題，如帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和能量轉(zhuǎn)化。

-學(xué)生能夠運(yùn)用物理定律和公式，解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問題，如計(jì)算粒子的速度、偏轉(zhuǎn)角度和距離。

3.科學(xué)思維能力方面：

-學(xué)生能夠通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，收集和分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)思維方法，對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行推理和論證，形成科學(xué)合理的解釋。

4.創(chuàng)新能力方面：

-學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提出新的問題，并嘗試尋找解決問題的創(chuàng)新方法。

-學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，探索帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提出新的觀點(diǎn)或假設(shè)。

5.學(xué)習(xí)態(tài)度與習(xí)慣方面：

-學(xué)生能夠積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提出問題和疑惑，與同學(xué)和教師進(jìn)行交流和合作。

-學(xué)生能夠按時(shí)完成作業(yè)和練習(xí)，認(rèn)真復(fù)習(xí)課本知識(shí)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

6.應(yīng)用拓展方面：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中，如電子束的加速和偏轉(zhuǎn)、靜電除塵等。

-學(xué)生能夠通過(guò)閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和資料，進(jìn)一步拓展對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的理解。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，我使用了動(dòng)畫來(lái)展示帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，這種直觀的展示方式有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，使他們能夠更直觀地理解抽象的物理概念。

2.在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我引入了小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生相互合作解決問題，這樣可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，同時(shí)也能夠促進(jìn)學(xué)生之間的思維碰撞和知識(shí)共享。

3.我嘗試使用物理模擬軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，這種互動(dòng)式的學(xué)習(xí)方式有助于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方程的結(jié)合理解不夠深入，導(dǎo)致在解決具體問題時(shí)感到困惑。

2.在課堂提問環(huán)節(jié)，學(xué)生的參與度不夠高，部分學(xué)生可能因?yàn)楹π呋蛉狈ψ孕哦辉敢庵鲃?dòng)回答問題。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我意識(shí)到傳統(tǒng)的筆試評(píng)價(jià)方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，特別是對(duì)于理解能力和創(chuàng)新能力方面的評(píng)估。

（三）改進(jìn)措施

1.針對(duì)學(xué)生對(duì)電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方程結(jié)合理解不足的問題，我計(jì)劃在講解時(shí)增加更多的實(shí)例分析，通過(guò)具體案例來(lái)幫助學(xué)生理解電場(chǎng)力如何影響粒子的運(yùn)動(dòng)方程。同時(shí)，我還會(huì)提供更多的練習(xí)題，讓學(xué)生在實(shí)踐中加深理解。

2.為了提高學(xué)生的課堂參與度，我打算在提問環(huán)節(jié)采取更加開放和鼓勵(lì)性的策略，比如給予學(xué)生更多的時(shí)間思考，鼓勵(lì)他們通過(guò)小組討論來(lái)共同尋找答案。此外，我還會(huì)考慮引入一些游戲化的教學(xué)活動(dòng)，以增加課堂的趣味性。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我計(jì)劃采用多元化的評(píng)價(jià)方式，比如增加口頭報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和項(xiàng)目作業(yè)等評(píng)價(jià)形式，以此來(lái)更全面地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，我也會(huì)定期與學(xué)生進(jìn)行反饋交流，了解他們的學(xué)習(xí)感受和需求，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。課后作業(yè)1.作業(yè)題目一：帶電粒子加速問題

-題目：一個(gè)電子在電場(chǎng)中從靜止開始加速，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=200V/m，電子的電荷量為e=1.6×10^-19C，求電子在電場(chǎng)中加速后的速度。

-解答：根據(jù)動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功等于電子動(dòng)能的增加。電場(chǎng)力F=eE，做功W=Fd，其中d為電子在電場(chǎng)中的位移。由于電子從靜止開始加速，其初速度為0，所以W=(1/2)mv^2，其中m為電子的質(zhì)量，v為電子的速度。聯(lián)立公式可得v=sqrt(2eEd/m)。代入數(shù)值計(jì)算得v=sqrt(2×1.6×10^-19×200/9.11×10^-31)≈5.93×10^6m/s。

2.作業(yè)題目二：帶電粒子偏轉(zhuǎn)問題

-題目：一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直進(jìn)入電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，求粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離y。

-解答：粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力F=qE，該力使粒子在垂直電場(chǎng)方向上產(chǎn)生加速度a=F/m=qE/m。由于粒子在水平方向上速度不變，可以將其運(yùn)動(dòng)視為類平拋運(yùn)動(dòng)。在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=L/v0，其中L為粒子在電場(chǎng)中的水平位移。偏轉(zhuǎn)距離y=(1/2)at^2=(1/2)qE(L/v0)^2=(qEL^2)/(2mv0^2)。

3.作業(yè)題目三：電勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化問題

-題目：一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功為W，求粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能增加了多少。

-解答：根據(jù)能量守恒定律，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功等于粒子動(dòng)能的增加。即ΔK=W。如果已知粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能KA和電勢(shì)能UA，以及在B點(diǎn)的電勢(shì)能UB，則粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能KB=KA+W=UA-UB。

4.作業(yè)題目四：帶電粒子在復(fù)合電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

-題目：一個(gè)帶電粒子在一個(gè)垂直于其初速度方向的復(fù)合電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)由兩個(gè)相互垂直的電場(chǎng)疊加而成，一個(gè)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，另一個(gè)為點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。求粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

-解答：將粒子的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，一個(gè)方向上受到勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用，另一個(gè)方向上受到點(diǎn)電荷電場(chǎng)的作用。分別求出兩個(gè)方向上的加速度和運(yùn)動(dòng)方程，然后合成得到粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

5.作業(yè)題目五：帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中的運(yùn)