第2章 第4節(jié) 課時(shí)2 帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的綜合2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計(jì)（魯科版2019）

第2章第4節(jié)課時(shí)2帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的綜合2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊同步教學(xué)設(shè)計(jì)（魯科版2019）課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教材分析本節(jié)課為人教版高中物理必修第三冊第2章第4節(jié)“帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)”，主要內(nèi)容包括粒子在電場中的加速與偏轉(zhuǎn)規(guī)律、電場力的功與能量守恒等。本節(jié)課是學(xué)生在學(xué)習(xí)了電場基本概念和電場強(qiáng)度之后，對(duì)電場力作用更深入理解的延續(xù)，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力的重要環(huán)節(jié)。

本節(jié)課的內(nèi)容與學(xué)生的生活實(shí)際緊密相連，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)一步理解電場力的作用效果，提高分析問題和解決問題的能力。在教學(xué)過程中，要注意引導(dǎo)學(xué)生從生活實(shí)例中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括：

1.理解電場中帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)理解能力。

2.通過分析實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力。

3.通過觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，學(xué)會(huì)與他人共同探討問題、交流想法。

5.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和熱情，激發(fā)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-帶電粒子在電場中的加速規(guī)律：理解粒子在電場中受到的電場力與粒子的電荷量、電場強(qiáng)度之間的關(guān)系，以及如何根據(jù)電場力和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算粒子的加速情況。

-帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律：掌握粒子在垂直電場中受到的電場力與粒子的電荷量、電場強(qiáng)度之間的關(guān)系，以及如何根據(jù)電場力和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算粒子的偏轉(zhuǎn)距離。

-電場力的功與能量守恒：理解電場力對(duì)帶電粒子做功的原理，以及能量守恒在粒子加速和偏轉(zhuǎn)過程中的應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-電場力的計(jì)算：學(xué)生可能對(duì)電場力的計(jì)算公式和不均勻電場的理解不夠清晰，導(dǎo)致在計(jì)算加速和偏轉(zhuǎn)情況時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

-運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用：學(xué)生可能對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的理解和運(yùn)用不夠熟練，導(dǎo)致在計(jì)算加速和偏轉(zhuǎn)情況時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

-能量守恒的理解：學(xué)生可能對(duì)能量守恒的概念和原理不夠理解，導(dǎo)致在解決能量轉(zhuǎn)換問題時(shí)出現(xiàn)困難。

針對(duì)以上難點(diǎn)，教師可以通過示例講解、互動(dòng)討論和練習(xí)題等方式，幫助學(xué)生理解和掌握電場力的計(jì)算方法、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用以及能量守恒的原理。同時(shí)，可以設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題情境，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的應(yīng)用能力和解決實(shí)際問題的能力。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-教室內(nèi)的多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦、白板等）

-物理實(shí)驗(yàn)器材（電場發(fā)生器、粒子加速器、偏轉(zhuǎn)板等）

-計(jì)算器

2.課程平臺(tái)：

-學(xué)校提供的教學(xué)管理系統(tǒng)（如Moodle、Blackboard等）

-物理教學(xué)資源庫

3.信息化資源：

-教學(xué)PPT和教學(xué)課件

-相關(guān)的教學(xué)視頻和動(dòng)畫（如粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)視頻、模擬動(dòng)畫等）

-在線物理學(xué)習(xí)平臺(tái)和論壇

4.教學(xué)手段：

-講授法：用于解釋電場中帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律、電場力的功與能量守恒等概念。

-實(shí)驗(yàn)法：進(jìn)行帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地觀察和理解規(guī)律。

-問題解決法：設(shè)計(jì)一些實(shí)際問題情境，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

-小組討論法：讓學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行討論和交流，促進(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)和思維碰撞。

-反饋與評(píng)價(jià)：通過學(xué)生的練習(xí)題和課堂表現(xiàn)，及時(shí)給予反饋和評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺(tái)或班級(jí)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(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)”課題，設(shè)計(jì)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。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)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(dòng)：

-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，理解帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的基本概念和規(guī)律。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對(duì)預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-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(tái)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(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解本節(jié)課的主題，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(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場力計(jì)算和能量守恒的應(yīng)用。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-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(dòng)：積極參與小組討論、角色扮演、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，體驗(yàn)電場力計(jì)算和能量守恒的應(yīng)用。

-提問與討論：針對(duì)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加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。

-實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握電場力計(jì)算和能量守恒的應(yīng)用。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)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加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律，掌握電場力計(jì)算和能量守恒的應(yīng)用。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)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(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與本節(jié)課相關(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?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-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。

-反思總結(jié)：對(duì)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。

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(duì)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)到的帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的知識(shí)點(diǎn)和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)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。六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》：詳細(xì)介紹了帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律，以及電場力的計(jì)算方法。

-《電場與電勢》：深入探討了電場的本質(zhì)和電勢的概念，幫助學(xué)生更好地理解電場力的大小和方向。

-《能量守恒在電場中的應(yīng)用》：闡述了能量守恒在帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)過程中的具體應(yīng)用。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)電場力的計(jì)算方法，了解不同形狀電場對(duì)帶電粒子的影響。

-學(xué)生可以嘗試自己設(shè)計(jì)一些簡單的電場實(shí)驗(yàn)，觀察帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況，驗(yàn)證電場力與電荷量、電場強(qiáng)度的關(guān)系。

-學(xué)生可以探究電場力做功與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算驗(yàn)證能量守恒定律。

-學(xué)生可以閱讀一些關(guān)于帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的實(shí)際應(yīng)用案例，了解電場在現(xiàn)實(shí)生活中的重要作用。七、課后作業(yè)1.題目：計(jì)算一個(gè)帶電粒子在電場中加速后的速度。

已知條件：電荷量q=5×10^-6C，電場強(qiáng)度E=20N/C，加速距離d=0.5m。

解答：根據(jù)電場力公式F=qE，計(jì)算電場力F=5×10^-6C×20N/C=1×10^-4N。

根據(jù)牛頓第二定律F=ma，計(jì)算加速度a=F/m，其中m為粒子的質(zhì)量。

由于題目未給出粒子質(zhì)量，假設(shè)粒子質(zhì)量m=1×10^-3kg。

則加速度a=1×10^-4N/1×10^-3kg=1m/s^2。

根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式v^2=u^2+2ad，其中u為初速度，v為末速度，a為加速度，d為距離。

由于題目未給出初速度，假設(shè)初速度u=0。

則末速度v^2=0+2×1m/s^2×0.5m=1m^2/s^2。

所以末速度v=1m/s。

2.題目：一個(gè)帶電粒子在垂直電場中做直線運(yùn)動(dòng)，求粒子的偏轉(zhuǎn)距離。

已知條件：電荷量q=5×10^-6C，電場強(qiáng)度E=20N/C，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2s。

解答：根據(jù)電場力公式F=qE，計(jì)算電場力F=5×10^-6C×20N/C=1×10^-4N。

由于粒子做直線運(yùn)動(dòng)，電場力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以電場力不做功，粒子沿電場方向的位移等于沿垂直電場方向的位移。

根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)公式d=vt，其中v為速度，t為時(shí)間，計(jì)算粒子的位移d=1m/s×2s=2m。

所以粒子的偏轉(zhuǎn)距離為2m。

3.題目：計(jì)算一個(gè)帶電粒子在電場中加速過程中的能量變化。

已知條件：電荷量q=5×10^-6C，電場強(qiáng)度E=20N/C，加速距離d=0.5m。

解答：根據(jù)電場力公式F=qE，計(jì)算電場力F=5×10^-6C×20N/C=1×10^-4N。

根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fd，計(jì)算電場力做的功W=1×10^-4N×0.5m=5×10^-5J。

由于粒子在電場中加速，電場力做的功等于粒子動(dòng)能的增加量。

所以粒子的動(dòng)能增加量為5×10^-5J。

4.題目：一個(gè)帶電粒子在電場中做圓周運(yùn)動(dòng)，求粒子的運(yùn)動(dòng)半徑。

已知條件：電荷量q=5×10^-6C，電場強(qiáng)度E=20N/C，粒子質(zhì)量m=1×10^-3kg，圓周運(yùn)動(dòng)速度v=1m/s。

解答：根據(jù)電場力公式F=qE，計(jì)算電場力F=5×10^-6C×20N/C=1×10^-4N。

由于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，電場力提供向心力，所以電場力F=mv^2/r，其中r為運(yùn)動(dòng)半徑。

將已知條件代入公式，得到1×10^-4N=1×10^-3kg×(1m/s)^2/r。

解方程得到r=1m。

所以粒子的運(yùn)動(dòng)半徑為1m。

5.題目：計(jì)算一個(gè)帶電粒子在電場中加速后的動(dòng)能。

已知條件：電荷量q=5×10^-6C，電場強(qiáng)度E=20N/C，加速距離d=0.5m，粒子質(zhì)量m=1×10^-3kg。

解答：根據(jù)電場力公式F=qE，計(jì)算電場力F=5×10^-6C×20N/C=1×10^-4N。

根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fd，計(jì)算電場力做的功W=1×10^-4N×0.5m=5×10^-5J。

由于粒子在電場中加速，電場力做的功等于粒子動(dòng)能的增加量。

所以粒子的動(dòng)能增加量為5×10^-5J。

粒子的初始動(dòng)能為0，所以加速后的動(dòng)能為5×10^-5J。八、教學(xué)反思與總結(jié)在本節(jié)課的教學(xué)過程中，我采用了講授法、實(shí)驗(yàn)法、問題解決法等多種教學(xué)方法，力求使學(xué)生能夠全面理解和掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。在講解知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我注重結(jié)合實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生更好地理解抽象的物理概念。同時(shí)，我組織了小組討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和動(dòng)手能力。在課堂管理方面，我注意營造輕松、和諧的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生提問和表達(dá)自己的觀點(diǎn)。然而，在教學(xué)中也存在一些不足之處。例如，在講解電場力的計(jì)算時(shí)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)公式的理解和運(yùn)用不夠熟練，導(dǎo)致他們在解決實(shí)際問題時(shí)出現(xiàn)困難。此外，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，由于實(shí)驗(yàn)器材和時(shí)間的限制，部分學(xué)生未能充分參與到實(shí)驗(yàn)中來，影響了他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和效果。

2.教學(xué)總結(jié)：

總體來說，本節(jié)課的教學(xué)效果較好。學(xué)生對(duì)帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的規(guī)律有了較為全面的理解，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際問題。通過小組討論和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和動(dòng)手能力得到了鍛煉和提升。然而，教學(xué)中也存在一些問題需要改進(jìn)。例如，在講解電場力的計(jì)算時(shí)，可以進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)公式的運(yùn)用和計(jì)算方法，通過更多的練習(xí)題來提高學(xué)生的計(jì)算能力。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，可以考慮增加實(shí)驗(yàn)器材和時(shí)間，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)參與到實(shí)驗(yàn)中來，提高他們的實(shí)驗(yàn)操作技能。此外，可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)別輔導(dǎo)，針對(duì)他們在學(xué)習(xí)中遇到的困難和問題，提供及時(shí)的幫助和指導(dǎo)。通過不斷的反思和總結(jié)，我相信今后的教學(xué)會(huì)越來越好。板書設(shè)計(jì)①電場中帶電粒子的加速規(guī)律

-電場力與電荷量、電場強(qiáng)度的關(guān)系

-電場力做功與粒子動(dòng)能的關(guān)系

②電場中帶電粒子的偏轉(zhuǎn)規(guī)律

-電場力與電荷量、電場強(qiáng)度的關(guān)系

-電場力做功與粒子動(dòng)能的關(guān)系

③電場力的功與能量守恒

-電場力做功與能量守恒的關(guān)系

-電場力做功的計(jì)算方法

④帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用實(shí)例

-電場在粒子加速器中的應(yīng)用

-電場在粒子偏轉(zhuǎn)板中的應(yīng)用

⑤課后作業(yè)

-計(jì)算帶電粒子在電場中的加速速度

-計(jì)算帶電粒子在垂直電場中的偏轉(zhuǎn)距離

-計(jì)算帶電粒子在電場中加速過程中的能量變化

-計(jì)算帶電粒子在電場中做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)半徑

-計(jì)算帶電粒子在電場中加速后的動(dòng)能課堂1.課堂評(píng)價(jià)

課堂評(píng)價(jià)主要通過提問、觀察、測試等方式進(jìn)行。在課堂上，我通過提問的方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們在學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和問題，并給予針對(duì)性的解答和