第十章專題帶電粒子在電場中運動的綜合問題集體備課教學(xué)設(shè)計模板-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具設(shè)計意圖本章節(jié)旨在幫助學(xué)生深入理解帶電粒子在電場中運動的規(guī)律，通過分析典型例題，讓學(xué)生掌握如何運用所學(xué)知識解決實際問題。教學(xué)設(shè)計緊扣人教版物理教材必修第三冊，以培養(yǎng)高二學(xué)生物理思維和解決實際問題的能力為目標(biāo)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運用物理概念和規(guī)律分析帶電粒子在電場中運動的能力，提升科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。通過實驗和計算，強化學(xué)生的模型建構(gòu)和科學(xué)推理能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和團隊合作精神。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解并掌握帶電粒子在電場中的受力情況，包括電場力與電勢能的關(guān)系；

②掌握帶電粒子在電場中的運動規(guī)律，包括加速度、速度和位移的計算；

③能夠運用動能定理和能量守恒定律解決帶電粒子在電場中的綜合問題。

2.教學(xué)難點，

①正確分析帶電粒子在復(fù)合電場中的運動軌跡，考慮電場方向和大小變化的影響；

②計算帶電粒子在非均勻電場中的運動軌跡，理解電場強度分布對運動的影響；

③綜合運用多種物理概念和公式，解決實際情境中的帶電粒子運動問題，如電子在電視顯像管中的加速和偏轉(zhuǎn)。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方法，引導(dǎo)學(xué)生深入理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律。

2.通過實驗演示，讓學(xué)生直觀感受電場對帶電粒子的作用，增強學(xué)生的感性認(rèn)識。

3.設(shè)計案例研究，讓學(xué)生分析實際問題，培養(yǎng)解決復(fù)雜問題的能力。

4.利用多媒體課件展示電場分布和粒子運動軌跡，幫助學(xué)生建立空間想象力。

5.組織小組合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在互動中共同探討解題思路，提高團隊合作和交流能力。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“帶電粒子在電場中運動的綜合問題”，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，例如：“如何計算帶電粒子在非均勻電場中的運動軌跡？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解電場力、電勢能、運動軌跡等知識點。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨立思考，記錄自己的理解和疑問，如：“電勢能如何影響粒子的運動？”

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解“帶電粒子在電場中運動的綜合問題”，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示電子在電視顯像管中的加速和偏轉(zhuǎn)實驗視頻，引出“帶電粒子在電場中運動的綜合問題”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點：詳細(xì)講解帶電粒子在電場中的受力分析、運動方程以及能量守恒定律，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生分析典型例題，如：“一個帶正電的粒子在電場中運動，求其軌跡方程?！?/p>

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如：“如何確定粒子的運動方向？”進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，體驗帶電粒子在電場中運動知識的應(yīng)用。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律。

實踐活動法：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生在實踐中掌握分析帶電粒子運動問題的技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律，掌握解決實際問題的方法。

通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)“帶電粒子在電場中運動的綜合問題”，布置適量的課后作業(yè)，如：“計算帶電粒子在復(fù)合電場中的運動軌跡?！?/p>

提供拓展資源：提供與“帶電粒子在電場中運動的綜合問題”相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，如：“你的解答過程很清晰，但計算時需要注意單位的轉(zhuǎn)換?！?/p>

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考，如：“研究不同電場分布對粒子運動的影響?！?/p>

反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如：“我需要加強對電場分布的理解?！?/p>

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識點和技能。

通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.拓展閱讀材料

-《電磁學(xué)基礎(chǔ)》：介紹電磁學(xué)的基本原理，包括電場、磁場和電磁波的基本概念，以及它們之間的關(guān)系。

-《粒子物理學(xué)導(dǎo)論》：探討粒子物理學(xué)的基本知識，包括基本粒子的性質(zhì)、相互作用和宇宙中的粒子現(xiàn)象。

-《現(xiàn)代物理實驗》：介紹物理學(xué)實驗的基本方法和技術(shù)，以及如何運用實驗數(shù)據(jù)來驗證物理理論。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以研究電場中的粒子運動在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，例如靜電除塵、電子束掃描等。

-探究不同電場分布對粒子運動軌跡的影響，可以通過模擬軟件進(jìn)行模擬實驗。

-分析帶電粒子在電場和磁場中的運動，了解洛倫茲力的作用和粒子在磁場中的回旋運動。

-研究帶電粒子在非均勻電場中的運動，探討電場梯度對粒子加速效果的影響。

-探究帶電粒子在電場和磁場共同作用下的運動，分析粒子在復(fù)合場中的軌跡變化。

-通過實驗或計算，驗證帶電粒子在電場中的能量守恒定律。

-分析帶電粒子在復(fù)雜電場中的運動，如原子核反應(yīng)中的粒子加速。

-研究帶電粒子在電場中的碰撞現(xiàn)象，探討能量和動量的轉(zhuǎn)移。

-探究帶電粒子在電場中的散射現(xiàn)象，分析散射角和能量分布的關(guān)系。

-研究帶電粒子在電場中的波粒二象性，探討量子力學(xué)在電磁學(xué)中的應(yīng)用。

在進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究時，學(xué)生應(yīng)注重以下幾點：

-結(jié)合教材中的理論知識，深入理解帶電粒子在電場中運動的原理。

-運用數(shù)學(xué)工具和物理模型，解決實際問題。

-通過實驗或計算，驗證理論并加深理解。

-參考拓展閱讀材料，拓寬知識面。

-與同學(xué)或老師交流，分享學(xué)習(xí)心得和發(fā)現(xiàn)的問題。

通過以上拓展與延伸的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠鞏固和深化課堂所學(xué)知識，還能夠培養(yǎng)獨立思考、實驗探究和解決問題的能力，為未來的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-《電磁學(xué)中的電場和磁場》選段：介紹電場和磁場的基本性質(zhì)，以及它們?nèi)绾斡绊憥щ娏Ｗ拥倪\動。

-《帶電粒子在非均勻電場中的運動》案例：分析非均勻電場中帶電粒子的運動軌跡和速度變化。

-《電場中的能量轉(zhuǎn)換》實驗報告：探討電場力做功與電勢能變化的關(guān)系。

2.拓展要求：

-閱讀上述材料，深入理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律。

-完成以下練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識：

1.一個帶正電的粒子在電場中運動，已知電場強度E和粒子的電荷量q，求粒子的加速度a。

2.一個帶電粒子在電場中運動，已知初速度v0、電場強度E和電場長度L，求粒子通過電場后的速度v。

3.一個帶電粒子在非均勻電場中運動，已知電場強度E隨位置x的變化關(guān)系，求粒子的運動軌跡方程。

-設(shè)計一個簡單的實驗，驗證電場力做功與電勢能變化的關(guān)系。例如，可以使用平行板電容器模擬電場，通過測量帶電粒子在電場中的運動距離和速度變化，來驗證能量守恒定律。

-利用數(shù)學(xué)工具，分析帶電粒子在復(fù)合電場中的運動軌跡，探討不同電場分布對粒子運動的影響。

-探究帶電粒子在電場和磁場共同作用下的運動，分析粒子在復(fù)合場中的軌跡變化。

-參考課本中的例題，分析并解決實際問題，如帶電粒子在電視顯像管中的加速和偏轉(zhuǎn)。

-與同學(xué)或老師交流，分享學(xué)習(xí)心得和發(fā)現(xiàn)的問題，共同探討解決方法。

教師提供以下指導(dǎo)和建議：

-鼓勵學(xué)生利用圖書館或在線資源查找相關(guān)資料，拓寬知識面。

-對于學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)中遇到的問題，及時給予解答和指導(dǎo)。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的學(xué)習(xí)成果和心得。

-鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題，提高解決實際問題的能力。

通過以上課后拓展活動，學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深對帶電粒子在電場中運動規(guī)律的理解，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和探究的能力。板書設(shè)計①帶電粒子在電場中的受力分析

①電場力：\(F=qE\)

②電勢能：\(U=qV\)

③動能定理：\(\DeltaK=W\)

②帶電粒子在電場中的運動規(guī)律

①加速度：\(a=\frac{F}{m}=\frac{qE}{m}\)

②速度變化：\(v=v_0+at\)

③位移：\(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)

③電場中的能量轉(zhuǎn)換

①電場力做功：\(W=qEd\)

②電勢能變化：\(\DeltaU=-q\DeltaV\)

③能量守恒：\(\DeltaK+\DeltaU=0\)

④復(fù)合電場中的運動

①等勢面：電場線垂直