2024-2025学年高中物理 第1章 5 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理教案 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第1章5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理教案教科版选修3-1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于2024-2025学年高中物理第1章的第5节，匀强电场中电势差与电场强度的关系，示范课教案基于教科版选修3-1。主要内容包括：

1.理解匀强电场的概念，掌握电场强度和电势差的概念及其物理意义。

2.掌握电场强度和电势差之间的关系公式：U=Ed，其中U表示电势差，E表示电场强度，d表示电场中的距离。

3.学会运用电场强度和电势差之间的关系公式解决实际问题，如计算电场中的电势差、电场强度等。

4.了解示波管的原理，掌握示波管在物理实验中的应用。

教学过程中，应以教材内容为基础，结合学生的实际水平，注重培养学生的物理思维能力和实践操作能力。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括：

1.理解能力：使学生能够理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，掌握电场强度和电势差的计算方法。

2.实践操作能力：通过示波管实验，培养学生的观察能力、操作能力和数据分析能力，使学生能够将理论知识应用于实际问题解决中。

3.科学思维：培养学生运用物理概念和原理进行分析、推理和判断的能力，以及运用科学方法解决问题的能力。

4.创新意识：鼓励学生在学习过程中提出新的问题、新的观点，培养学生的创新思维和解决问题的能力。三、重点难点及解决办法1.重点：理解匀强电场中电势差与电场强度的关系，掌握电场强度和电势差的计算方法。

解决办法：通过示例和实际问题，引导学生运用公式U=Ed进行计算，增强学生的理解能力。

2.难点：示波管原理的理解及应用。

解决办法：进行示波管实验，让学生亲身体验示波管的工作原理，通过实验现象引导学生理解并掌握示波管的原理，并能够运用到实际问题中。

3.重点：运用电场强度和电势差之间的关系公式解决实际问题。

解决办法：提供一系列实际问题，引导学生运用所学知识进行解答，培养学生的实际问题解决能力。

4.难点：电场强度和电势差的关系的理解。

解决办法：通过图形和示例，直观地展示电场强度和电势差之间的关系，引导学生进行观察和思考，从而深化对关系公式的理解。四、教学方法与手段1.教学方法：

（1）讲授法：在课堂中，教师以讲解的形式向学生传授知识，使学生掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系以及示波管原理。

（2）讨论法：组织学生就匀强电场中电势差与电场强度的关系、示波管原理等主题进行小组讨论，激发学生的思考，培养学生的合作精神。

（3）实验法：让学生亲自动手进行示波管实验，观察实验现象，从而加深对匀强电场中电势差与电场强度关系以及示波管原理的理解。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：利用多媒体课件，生动形象地展示匀强电场、电场强度、电势差等概念，以及示波管的原理和实验现象。

（2）教学软件：运用教学软件模拟电场强度和电势差的关系，让学生直观地感受二者之间的关系，提高学生的理解程度。

（3）网络资源：引导学生查阅相关网络资源，了解匀强电场和示波管在实际生活中的应用，拓宽学生的知识视野。

（4）实验器材：准备示波管等实验器材，让学生亲身体验实验过程，培养学生的实践操作能力。

（5）作业与测试：布置有关匀强电场和示波管的作业，及时巩固所学知识，并通过测试了解学生的掌握情况。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供匀强电场和示波管原理的相关视频、PPT和阅读材料，要求学生预习相关概念和原理。

-设计预习问题：提出问题如“匀强电场中电势差与电场强度有何关系？”、“示波管是如何工作的？”等，引导学生深入思考。

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问，及时了解学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生观看视频、阅读PPT和文本材料，初步理解匀强电场和示波管的基本概念。

-思考预习问题：学生针对问题进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将通过思维导图、概念图或书面形式提交自己的预习成果。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生独立探索和理解新知识，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台进行预习资源的共享和学生的学习进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前熟悉匀强电场和示波管的基本概念，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示实际应用场景，如电子束在示波管中的运动，引起学生对匀强电场中电势差与电场强度关系的兴趣。

-讲解知识点：详细讲解匀强电场中电势差与电场强度的关系公式U=Ed，并通过示例演示如何应用。

-组织课堂活动：分组讨论实验结果，让学生分析电场强度和电势差的变化关系。

-解答疑问：针对学生在学习过程中提出的问题，如公式推导细节，进行解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生专注听讲，积极思考并记录关键点。

-参与课堂活动：学生在小组中分享自己的预习成果，共同分析实验数据。

-提问与讨论：学生针对不理解的地方提出问题，并与组员讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解让学生掌握电势差与电场强度的关系。

-实践活动法：通过实验和小组讨论，让学生在实践中应用所学知识。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

作用与目的：

-确保学生能够理解并应用电势差与电场强度的关系公式。

-通过实践活动，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：设计相关的练习题，让学生巩固电势差与电场强度的计算方法。

-提供拓展资源：推荐一些高级教材或研究论文，供学有余力的学生进一步探索。

-反馈作业情况：批改作业，提供反馈，指出学生的错误并提供改进建议。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，巩固课堂上学到的知识。

-拓展学习：学生根据兴趣和能力，选择拓展资源进行深入学习。

-反思总结：学生回顾自己的学习过程，分析学习成效，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业，培养独立学习能力。

-反思总结法：学生通过反思总结，提高自我认知和自我调节能力。

作用与目的：

-通过作业巩固学生对电势差与电场强度关系的理解和计算能力。

-拓展学生的知识视野，激发学生的探究兴趣。

-帮助学生通过反思总结，提升学习策略和自我管理能力。六、知识点梳理本节课的主要知识点包括：

1.匀强电场的概念：匀强电场是指电场强度大小和方向处处相同的电场。在匀强电场中，电势差与电场强度之间的关系公式为U=Ed，其中U表示电势差，E表示电场强度，d表示电场中的距离。

2.电势差与电场强度的关系：电势差是指电场中两点间电势的差异。在匀强电场中，电势差与电场强度成正比，与电场中的距离成正比。这个关系可以通过电场线和等势面来形象化表示。

3.示波管原理：示波管是一种显示器，用于显示电子束在电场和磁场中的运动轨迹。示波管的工作原理是基于电场和磁场对电子束的控制，通过电子束在屏幕上的扫描形成图像。

4.电场强度的计算：电场强度是指单位正电荷所受到的电场力。在匀强电场中，电场强度E可以通过电场力F除以电荷量q来计算，即E=F/q。

5.电势差的计算：电势差U可以通过电场力做功W除以电荷量q来计算，即U=W/q。在匀强电场中，电场力做功W等于电荷量q乘以电场强度E，因此U=Eq/q，简化后得到U=Ed。

6.电场力做功的计算：电场力做功W可以通过电荷量q乘以电场强度E乘以电场中的距离d来计算，即W=qEd。电场力做功的大小与电荷量、电场强度和电场中的距离有关。

7.电势能的概念：电势能是指电荷在电场中由于位置的改变而具有的能量。电势能的计算可以通过电荷量q乘以电势差U来计算，即电势能=qU。

8.电场线和等势面的概念：电场线是用来表示电场强度和方向的线条，从正电荷指向负电荷。等势面是电势相等的点的集合，等势面上的点具有相同的电势。

9.电场的叠加原理：在多个电场共同作用的情况下，电荷所受到的电场力是各个电场力的矢量和。这个原理适用于匀强电场和非匀强电场。

10.电场的方向：电场的方向是指电场力作用于正电荷的方向。在匀强电场中，电场的方向与电场线相同，即从正电荷指向负电荷。七、典型例题讲解1.匀强电场中电势差的计算

题目：在匀强电场中，一个带电粒子从电势为U1点移动到电势为U2点，已知电场强度为E，求电势差U2-U1。

答案：根据电势差与电场强度的关系，电势差U2-U1=Ed，其中E是电场强度，d是电场中的距离。

2.电场强度的计算

题目：在匀强电场中，一个带电粒子受到的电场力为F，电荷量为q，求电场强度E。

答案：根据电场强度与电场力的关系，电场强度E=F/q。

3.电势能的计算

题目：在匀强电场中，一个带电粒子从电势为U1点移动到电势为U2点，求电势能变化。

答案：根据电势能的计算公式，电势能变化=q(U2-U1)。

4.电场力做功的计算

题目：在匀强电场中，一个带电粒子从电势为U1点移动到电势为U2点，求电场力做的功。

答案：根据电场力做功的计算公式，电场力做功=q(U2-U1)。

5.电场线的绘制

题目：在匀强电场中，已知电场强度为E，方向为从正电荷指向负电荷，请绘制电场线。

答案：根据电场线的绘制规则，电场线从正电荷指向负电荷，且电场线之间的距离表示电场强度的大小。八、教学反思与改进在本节课的教学中，我尝试采用了讲授法、讨论法和实验法等多种教学方法，以及多媒体设备、教学软件等现代化教学手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。通过课前自主探索，课中强化技能和课后拓展应用，旨在帮助学生深入理解匀强电场中电势差与电场强度的关系以及示波管原理。

在课前自主探索环节，我发布了预习任务，设计了具有启发性和探究性的问题，以及提供了丰富的预习资源，以帮助学生提前了解课题，为课堂学习做好准备。然而，在实际操作中，我发现一些学生对自主学习缺乏信心，需要更多的指导和反馈。在未来的教学中，我将更加关注学生的自主学习情况，提供更多的支持和帮助。

在课中强化技能环节，我通过详细讲解和示例演示，以及组织课堂活动和解答疑问，旨在帮助学生深入理解匀强电场中电势差与电场强度