第十章 專題 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題 集體備課教學(xué)設(shè)計(jì)模板 -2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十章專題帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題集體備課教學(xué)設(shè)計(jì)模板-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)意圖本章節(jié)旨在幫助學(xué)生深入理解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，通過(guò)分析典型例題，讓學(xué)生掌握如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)設(shè)計(jì)緊扣人教版物理教材必修第三冊(cè)，以培養(yǎng)高二學(xué)生物理思維和解決實(shí)際問(wèn)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(yùn)用物理概念和規(guī)律分析帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的能力，提升科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，強(qiáng)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(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

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

②掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，包括加速度、速度和位移的計(jì)算；

③能夠運(yùn)用動(dòng)能定理和能量守恒定律解決帶電粒子在電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①正確分析帶電粒子在復(fù)合電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，考慮電場(chǎng)方向和大小變化的影響；

②計(jì)算帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，理解電場(chǎng)強(qiáng)度分布對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響；

③綜合運(yùn)用多種物理概念和公式，解決實(shí)際情境中的帶電粒子運(yùn)動(dòng)問(wèn)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生直觀感受電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

3.設(shè)計(jì)案例研究，讓學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

4.利用多媒體課件展示電場(chǎng)分布和粒子運(yùn)動(dòng)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(dòng)中共同探討解題思路，提高團(tuán)隊(duì)合作和交流能力。教學(xué)實(shí)施過(guò)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(guò)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(wèn)題：圍繞“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題”，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，例如：“如何計(jì)算帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡？”

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，理解電場(chǎng)力、電勢(shì)能、運(yùn)動(dòng)軌跡等知識(shí)點(diǎn)。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)，如：“電勢(shì)能如何影響粒子的運(yùn)動(dòng)？”

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)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“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)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(guò)展示電子在電視顯像管中的加速和偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)視頻，引出“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題”，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(chǎng)中的受力分析、運(yùn)動(dòng)方程以及能量守恒定律，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，讓學(xué)生分析典型例題，如：“一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，求其軌跡方程?！?/p>

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，如：“如何確定粒子的運(yùn)動(dòng)方向？”進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，體驗(yàn)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)知識(shí)的應(yīng)用。

提問(wèn)與討論：針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)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)“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題”，布置適量的課后作業(yè)，如：“計(jì)算帶電粒子在復(fù)合電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡?！?/p>

提供拓展資源：提供與“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題”相關(guān)的拓展資源（如書(shū)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)，如：“你的解答過(guò)程很清晰，但計(jì)算時(shí)需要注意單位的轉(zhuǎn)換?！?/p>

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，如：“研究不同電場(chǎng)分布對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響?！?/p>

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)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(qiáng)對(duì)電場(chǎng)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(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)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(shí)點(diǎn)和技能。

通過(guò)拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野和思維方式。

通過(guò)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(chǎng)、磁場(chǎng)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(shí)，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(shí)驗(yàn)》：介紹物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技術(shù)，以及如何運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)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(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)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(chǎng)分布對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響，可以通過(guò)模擬軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

-分析帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，了解洛倫茲力的作用和粒子在磁場(chǎng)中的回旋運(yùn)動(dòng)。

-研究帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，探討電場(chǎng)梯度對(duì)粒子加速效果的影響。

-探究帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同作用下的運(yùn)動(dòng)，分析粒子在復(fù)合場(chǎng)中的軌跡變化。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算，驗(yàn)證帶電粒子在電場(chǎng)中的能量守恒定律。

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

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

-探究帶電粒子在電場(chǎng)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(chǎng)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(shí)，學(xué)生應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：

-結(jié)合教材中的理論知識(shí)，深入理解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的原理。

-運(yùn)用數(shù)學(xué)工具和物理模型，解決實(shí)際問(wèn)題。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算，驗(yàn)證理論并加深理解。

-參考拓展閱讀材料，拓寬知識(shí)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(wèn)題。

通過(guò)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(shí)，還能夠培養(yǎng)獨(dú)立思考、實(shí)驗(yàn)探究和解決問(wèn)題的能力，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

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

-《帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》案例：分析非均勻電場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化。

-《電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)換》實(shí)驗(yàn)報(bào)告：探討電場(chǎng)力做功與電勢(shì)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

-完成以下練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)：

1.一個(gè)帶正電的粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度E和粒子的電荷量q，求粒子的加速度a。

2.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知初速度v0、電場(chǎng)強(qiáng)度E和電場(chǎng)長(zhǎng)度L，求粒子通過(guò)電場(chǎng)后的速度v。

3.一個(gè)帶電粒子在非均勻電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度E隨位置x的變化關(guān)系，求粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡方程。

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。例如，可以使用平行板電容器模擬電場(chǎng)，通過(guò)測(cè)量帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)距離和速度變化，來(lái)驗(yàn)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，探討不同電場(chǎng)分布對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響。

-探究帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同作用下的運(yùn)動(dòng)，分析粒子在復(fù)合場(chǎng)中的軌跡變化。

-參考課本中的例題，分析并解決實(shí)際問(wèn)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(wèn)題，共同探討解決方法。

教師提供以下指導(dǎo)和建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書(shū)館或在線資源查找相關(guān)資料，拓寬知識(shí)面。

-對(duì)于學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，及時(shí)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(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)以上課后拓展活動(dòng)，學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和探究的能力。板書(shū)設(shè)計(jì)①帶電粒子在電場(chǎng)中的受力分析

①電場(chǎng)力：\(F=qE\)

②電勢(shì)能：\(U=qV\)

③動(dòng)能定理：\(\DeltaK=W\)

②帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)換

①電場(chǎng)力做功：\(W=qEd\)

②電勢(shì)能變化：\(\DeltaU=-q\DeltaV\)

③能量守恒：\(\DeltaK+\DeltaU=0\)

④復(fù)合電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

①等勢(shì)面：電場(chǎng)線垂直