資源簡介

10.5帶電粒子在電場中的運動----大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·必修·第三冊 第十章第5節(jié) 帶電粒子在電場中的運動(第一課時)
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 3.1.5 能分析帶電粒子在電場中的運動情況，能解釋相關的物理現(xiàn)象。 教材分析：本節(jié)內容由“帶電粒子的加速”“帶電粒子的偏轉”“示波管的原理”三部分組成。教學內容的梯度十分明顯，這樣的安排也符合學生的認知規(guī)律。由于力學與電學的綜合程度逐漸提高，學生學習出現(xiàn)一些困難也是正?，F(xiàn)象。教師應該幫助學生鋪設合理的臺階，逐步提高他們的綜合分析能力。
學情分析 知識儲備：學生已學習了力與運動關系，拋體運動，靜電力，電場強度等知識點。已經(jīng)掌握了研究物體運動規(guī)律及處理方法。 能力基礎：學生已經(jīng)具備一定的物理思維、物體推理能力，對帶電粒子在電場中運動規(guī)律能夠分析。 思維能力：通過學習帶點粒子在電場運動規(guī)律，讓學生從物理情景中總結出物理模型。
核心素養(yǎng) 物理觀念：.學會定性解決電場中的帶電粒子運動的一般方法。 科學思維：進一步加深運動與相互作用觀念、能量觀念，并應用其解決問。 科學探究：通過學習處理帶電粒子在電場中運動的問題,培養(yǎng)學生綜合應用力學知識和電學知識的能力。 科學態(tài)度與責任：通過知識的應用，培養(yǎng)學生熱愛科學的精神。
教學準備 多媒體課件
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環(huán)節(jié)一：導入新課 活動一：展示學習目標
(1)會從運動和力的關系的角度、從功和能量變化的關系的角度分析帶電粒子在勻強電場中的加速問題。 (2）知道帶電粒子垂直于電場線進入勻強電場運動的特點．并能對偏移距離、偏轉角度、離開電場時的速度等物理量進行分析與計算。 ( 3)了解示波管的工作原理，體會靜電場知識對科學技術的影響。 (4）通過解決帶電粒子在電場中加速和偏轉的問題，加深對從牛頓運動定律和功能關系兩個角度分析物體運動的認識，以及將勻變速直線運動分解為兩個方向上的簡單運動來處理的思路的認識。 讓學生明確學習目標，做到有的放矢； 課后根據(jù)目標，學生自我評價得失情況。
活動二：問題導入
電子被加速器加速后轟擊重金屬靶時，會產(chǎn)生射線，可用于放射治療。圖中展示了一臺醫(yī)用電子直線加速器。 電子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？ 1、PPT展示問題，引導學生進入課題。 2、板書：§13.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用 思考問題并帶著問題進入課堂。 1、評價學生是否有對新課題的求知欲望。
環(huán)節(jié)二：新課教學 活動一： 帶電粒子在電場中的加速
一、帶電粒子在電場中的加速 1.帶電粒子的加速 帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場，受到的靜電力與運動方向在同一直線上，做加速(或減速)直線運動。 2.分析帶電粒子加速的問題的兩種思路 （1）利用牛頓第二定律結合勻變速直線運動公式來分析。 （2）利用靜電力做功結合動能定理來分析。 若粒子的初速度為零，則 得： 若粒子的初速度不為零，則 思考討論1：有些帶電物體，如帶電小球、帶電液滴、帶電塵埃等受力有何特點 參考答案：除受靜電力作用外，還受重力作用，且重力一般不能忽略。 思考討論2：重力什么時候可以忽略，什么時候不能忽略？ 1、引導學生對帶電粒子的受力分析和運動分析。 2、讓學生自己進行對比兩種方法，體會動能定理的優(yōu)越性。 3、讓學生分組討論思考討論1和思考討論2 1、學生對帶電粒子的受力分析和運動分析 2、對比兩種方法，體會動能定理的優(yōu)越性。 3、分組討論思考討論1和思考討論2 1、評價學生對帶電粒子的受力分析和運動分析情況。 2、評價學生的分組討論情況，交流能力和表達能力。
活動二：研究非勻強場運動
如圖所示，有一個帶正電的點電荷形成的電場。一個電荷量為+q質量為m的帶電粒子沿電場線方向向右進入該電場，該粒子先后通過A、B兩點，且通過A點時的速度為vA。已知A、B兩點的電勢分別為φA和φB，粒子通過B點的速度vB有多大。 教師講解 學生總結 評價學生是否能利用能量的觀念解決物理問題
環(huán)節(jié)三：例題講解
例題1：如圖甲所示，某裝置由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。 交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在 t ＝ 0 時，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值，此時位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為 0）中央的一個電子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進圓筒1。 為使電子運動到圓筒與圓筒之間各個間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運動方向相同而不斷加速，圓筒長度的設計必須遵照一定的規(guī)律。若已知電子的質量為m、電子電荷量為e、電壓的絕對值為u，周期為T，電子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計。則金屬圓筒的長度和它的序號之間有什么定量關系？第n個金屬圓筒的長度應該是多少？ 甲 乙 為使電子在所有相鄰圓筒的間隙中都能受到向右的靜電力，電子所到達間隙處的電場強度都必須向左。在同一間隙中，電場強度的方向是周期性變化的，每半個周期，電場強度的方向左右變化一次。如果電子勻速穿過每個圓筒運動的時間恰好等于交變電壓的周期的一半，它就能踏準節(jié)奏，每到達一個間隙，恰好是該間隙的電場強度變?yōu)橄蜃蟮臅r刻。 由于電子通過每一個間隙所增加的動能都等于 eu，由此可知電子在各個圓筒內的動能和速度，而各個圓筒的長度應該等于電子在該圓筒中的速度大小與交變電壓的半個周期的乘積。 解 設電子進入第 n 個圓筒后的速度為 v，根據(jù)動能定理有 第 n 個圓筒的長度為： 圓筒長度跟圓筒序號的平方根 成正比，第 n 個圓筒的長度是 1、多媒體展示例題。 2、讓學生討論后分小組發(fā)言。 3、教師評價同學的回答和講解例題。 學生分組討論發(fā)言。 1、評價學生完成的例題情況。 2、評價學生聽老師講解例題的情況。 3、評價學生自主學習能力和語言表達能力。
環(huán)節(jié)四：課堂小結
學到了什么？ 1、引導學生小結，根據(jù)學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。 小組討論，發(fā)言總結本節(jié)課得失 1、評價學生的討論情況和發(fā)言情況。2、評價學生對本節(jié)課的掌握情況
環(huán)節(jié)五：作業(yè)設計
教材 練習與應用 第1、3題 指導學生完成練習并檢查完成情況。 按要求完成練習。 評價學生能否口頭回答相關問題。
環(huán)節(jié)六：主板書設計
§10.5帶電粒子在電場中的運動 一、帶電粒子在電場中的加速運動 二、帶電粒子在非勻強電場中的運動
教學反思
課 題 人教版高中物理·必修·第三冊 第十章第5節(jié)帶電粒子在電場中的運動(第二課時)
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 3.1.5 能分析帶電粒子在電場中的運動情況，能解釋相關的物理現(xiàn)象。 教材分析：教科書是通過例題的形式來研究帶電粒子的加速和偏轉問題的。這樣的處理可以防止出現(xiàn) “加速度公式，位移公式、速度公式、偏轉角公式”等，因為記憶這些公式不僅加重學生負擔，更嚴重的是會淡化學生研究問題時的物理意識。 示波管原理部分不僅對力學、電學知識的綜合能力有較高的要求，而且要求有一定的空間想像能力。
學情分析 知識儲備：學生已經(jīng)學習過電場相關知識，通過類比分析學生能夠很好得出帶電粒子在電場中的偏轉規(guī)律。 能力基礎：學生已經(jīng)具備了一定的物理基礎和物理思維能力，能夠獨立分析物理問題。 思維能力：本節(jié)課的復習要重點提煉和培養(yǎng)學生在本章學習中經(jīng)歷的建立模型思維能力、類比法解決問題思維能力。
核心素養(yǎng) 物理觀念：.學會定性解決電場中的帶電粒子運動的一般方法。 科學思維：進一步加深運動與相互作用觀念、能量觀念，并應用其解決問。 科學探究：通過學習處理帶電粒子在電場中運動的問題,培養(yǎng)學生綜合應用力學知識和電學知識的能力。 科學態(tài)度與責任：通過知識的應用，培養(yǎng)學生熱愛科學的精神。
教學準備 多媒體課件
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環(huán)節(jié)一：導入新課 活動一：復習導入
復習第一課時的內容 提問：帶電粒子在電場中的加速運動可以用哪些方法求解？ 回憶上節(jié)課內容，回答問題 1、評價學生是否能正確回答。
環(huán)節(jié)二：新課教學 活動一：定性討論解決粒子偏轉問題方法
有一個帶電粒子以水平方向的初速度進入一個豎直方向的勻強電場區(qū)域，在離開電場區(qū)域時與剛進入時相比較，這個粒子有哪些變化呢？ 讓我們通過實驗來模擬一下帶電粒子在電場中的這種運動吧。先看一下實驗裝置圖。 這是高壓靜電發(fā)生器，用它來產(chǎn)生高電壓； 這是一對加速極板，用于使粒子加速； 這是一對偏轉極板，用于使粒子偏轉； 用鋁箔包裹泡沫小球模擬粒子。 1、引導學生判斷這個粒子的運動方向是否改變，運動速度是否改變。 2、播放實驗視頻。 1、分析情景中粒子的運動方向是否改變，運動速度是否改變?；卮饐栴} 2、觀察實驗現(xiàn)象，總結實驗 1、評價學生能否根據(jù)前面所學知識，將復雜的曲線運動轉化為兩個簡單的直線運動來分析。 2、評價學生觀察實驗和總結實驗的情況
活動二：定量分析粒子偏轉過程規(guī)律
1.帶電粒子的偏轉 帶電粒子的電荷量為q、質量為m，以初速度V垂直電場線射人兩極板間的勻強電場。板長為L、板間距為d，兩極板間的電勢差為U。 （1）粒子在V0的方向上做勻速直線運動 x=V0t；穿越兩極板的時間為；粒子在垂直于V0的方向上做初速度為零的勻加速直線運動 y= at2 :加速度為 （2）離開電場時的偏移距離 （3）離開電場時的偏轉角 （4）帶電粒子離開電場時速度的大小 Vx=V0 1、展示課件 2、讓學生小組討論探究： （1）粒子在V0的方向上和垂直于V0的方向上分別做什么運動？初速度是多大，加速度是多大？ （2）離開電場時的偏移距離？ （3）離開電場時的偏轉角？ （4）帶電粒子離開電場時速度的大??？ 分組討論，合作探究，展示成果。 1、評價學生的小組討論情況 2、評價學生的回答展示情況 3、評價學生能否通過類比方法得出帶電粒子的偏轉規(guī)律和研究方法。
活動三：探究示波管成像原理
拓展學習，讓學有余力的學生自學 學有余力的學生自學
環(huán)節(jié)三：例題講解
如圖，兩相同極板 A 與 B 的長度 l 為 6.0 cm，相距 d 為 2 cm，極板間的電壓 U 為 200 V。一個電子沿平行于板面的方向射入電場中，射入時的速度 v0 為3.0×107 m/s。把兩板間的電場看作勻強電場，求電子射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離 y 和偏轉的角度 θ。 1、多媒體展示例題。 2、讓學生討論后分小組發(fā)言。 3、教師評價同學的回答和講解例題。 學生分組討論發(fā)言。 1、評價學生完成的例題情況。 2、評價學生聽老師講解例題的情況。 3、評價學生自主學習能力和語言表達能力。
環(huán)節(jié)四：課堂小結
學到了什么？ 1、引導學生小結，根據(jù)學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。 小組討論，發(fā)言總結本節(jié)課得失 1、評價學生的討論情況和發(fā)言情況。2、評價學生對本節(jié)課的掌握情況
環(huán)節(jié)五：作業(yè)設計
教材 練習與應用 第1、2、5題 指導學生完成練習，批改練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
環(huán)節(jié)六：主板書設計
§10.5帶電粒子在電場中的運動 一、定性討論解決粒子偏轉問題方法 二、定量分析粒子偏轉過程規(guī)律 三、示波器成像原理
教學反思

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