第1章 素养提升课(一) 带电粒子在复合场中的运动2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套教学设计（鲁科版2019）

第1章素养提升课(一)带电粒子在复合场中的运动2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套教学设计（鲁科版2019）主备人备课成员教学内容本节课教学内容选自2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套教学设计（鲁科版2019）第1章素养提升课（一），主要涵盖以下内容：

1.带电粒子在复合场中的运动特点；

2.电场、磁场对带电粒子的作用力分析；

3.带电粒子在复合场中的运动轨迹；

4.带电粒子在复合场中的能量变化；

5.带电粒子在复合场中的运动规律及应用。核心素养目标1.理解带电粒子在复合场中的运动规律，培养物理观念；

2.分析电场和磁场对带电粒子的作用，发展科学思维能力；

3.探究带电粒子在复合场中的运动轨迹，提升实验探究能力；

4.应用物理知识解决实际问题，增强科学应用意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习过电场和磁场的基本概念及其对带电粒子的作用；

-学生具备基础的力学知识，如牛顿运动定律；

-学生对带电粒子在单一电场或磁场中的运动有一定的理解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对探索自然界中的物理现象充满好奇心，对带电粒子在复合场中的运动感兴趣；

-学生具备一定的逻辑推理和数学运算能力，能够理解和分析物理问题；

-学生的学习风格多样，有的偏好实验探究，有的喜欢通过数学建模来解决问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能难以理解带电粒子在复合场中受到的复杂力；

-分析带电粒子运动轨迹时，可能无法准确运用数学工具；

-在解决实际问题时，学生可能难以将理论知识与实际问题相结合，缺乏解决问题的策略。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段1.教学方法：

-采用讲授法，系统地介绍带电粒子在复合场中的运动规律；

-运用讨论法，鼓励学生就带电粒子运动轨迹的推导和实验结果进行交流；

-实施实验法，通过模拟实验，让学生直观感受带电粒子在不同场中的运动。

2.教学手段：

-使用多媒体设备展示动画和视频，帮助学生形象理解带电粒子的运动；

-利用教学软件进行互动式教学，增强学生对复合场中带电粒子运动的理解；

-引入在线模拟实验，让学生在虚拟环境中操作，提高实验探究的趣味性和实效性。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对带电粒子在复合场中运动规律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道带电粒子在电场和磁场中是如何运动的吗？这种现象与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于带电粒子在复合场中运动的动画或视频片段，让学生初步感受这一物理现象的魅力或特点。

简短介绍带电粒子在复合场中运动的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.带电粒子在复合场中运动基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解带电粒子在复合场中的运动规律、组成部分和原理。

过程：

讲解带电粒子在复合场中运动的基本定义，包括其主要受到的力（电场力和磁场力）。

详细介绍带电粒子在复合场中运动的组成部分或功能，使用示意图帮助学生理解力的合成与分解。

3.带电粒子在复合场中运动案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解带电粒子在复合场中的运动特性和重要性。

过程：

选择几个典型的带电粒子在复合场中运动的案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解带电粒子在复合场中运动的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用带电粒子在复合场中的运动规律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论带电粒子在复合场中运动的研究意义和未来的应用方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与带电粒子在复合场中运动相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对带电粒子在复合场中运动的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调带电粒子在复合场中运动规律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括带电粒子在复合场中运动的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调带电粒子在复合场中运动规律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于带电粒子在复合场中运动规律的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

-相关物理概念：介绍电场、磁场、洛伦兹力等基本概念的历史背景和科学家的贡献。

-物理实验：提供带电粒子在复合场中运动的相关实验，如电子束在磁场中的偏转实验。

-应用案例：介绍带电粒子在复合场中运动规律在现代科技中的应用，如粒子加速器、磁悬浮列车等。

-数学工具：介绍在解决带电粒子运动问题时常用的数学工具，如矢量运算、微积分等。

-科学前沿：讨论当前在带电粒子运动领域的研究热点和最新进展。

2.拓展建议：

-阅读拓展：推荐学生阅读有关电场、磁场和带电粒子运动的科普书籍，以增强对物理现象的理解。

-视频学习：鼓励学生观看在线教育平台上的相关教学视频，如带电粒子在复合场中运动的模拟演示。

-实验操作：建议学生在实验室进行相关实验，亲身体验带电粒子在复合场中的运动，加深对理论的认识。

-研究项目：引导学生参与学校或社区的科学研究项目，将所学知识应用于实际问题中。

-学术交流：鼓励学生参加物理学相关的学术会议或研讨会，与专业人士交流学习经验。

-数学练习：提供一些涉及矢量运算和微积分的数学练习题，帮助学生巩固数学基础，更好地理解物理问题。

-科学写作：让学生撰写关于带电粒子在复合场中运动规律的科普文章或研究报告，提升写作能力。重点题型整理题型一：计算题

题目：一个电子以初速度v0垂直进入匀强磁场，磁场强度为B，电子的质量为m，电荷量为e。求电子在磁场中的运动半径r。

答案：运动半径r=(mv0)/(eB)。

题型二：证明题

题目：证明带电粒子在匀强电场和匀强磁场中，如果电场力和磁场力相互垂直，则带电粒子的运动轨迹为螺旋线。

答案：带电粒子在电场中受到的电场力F_E=eqE，在磁场中受到的磁场力F_B=evB。由于电场力和磁场力垂直，F_E和F_B的合力提供向心力，使带电粒子做圆周运动。同时，电场力使带电粒子在垂直于磁场方向上做匀速直线运动，合成运动为螺旋线。

题型三：应用题

题目：一带电粒子以速度v进入一个由电场E和磁场B组成的复合场中，电场方向垂直于磁场方向。已知带电粒子的电荷量为e，质量为m。求带电粒子在复合场中的运动轨迹。

答案：带电粒子在复合场中的运动轨迹为抛物线。在电场方向上，带电粒子受到的电场力F_E=eqE，做匀加速直线运动；在磁场方向上，带电粒子受到的磁场力F_B=evB，做圆周运动。两个分运动的合成轨迹为抛物线。

题型四：分析题

题目：分析带电粒子在复合场中运动时，电场和磁场对粒子运动的影响。

答案：在复合场中，电场力F_E=eqE使带电粒子在电场方向上产生加速度，改变粒子的速度大小；磁场力F_B=evB垂直于粒子的速度方向，不改变粒子的速度大小，但改变粒子的运动方向，使粒子做圆周运动。

题型五：设计题

题目：设计一个实验装置，用于测量带电粒子在复合场中的运动轨迹。

答案：实验装置包括以下部分：

1.匀强电场：使用平行板电容器产生匀强电场，电场强度E可调。

2.匀强磁场：使用亥姆霍兹线圈产生匀强磁场，磁场强度B可调。

3.发射装置：用于发射带电粒子，粒子的速度v可调。

4.检测装置：使用传感器检测带电粒子的运动轨迹，记录数据。

5.数据处理：使用计算机软件处理实验数据，绘制带电粒子的运动轨迹图。教学反思与改进在完成了关于带电粒子在复合场中运动的课程教学后，我意识到，虽然学生们对这一物理现象有了基本的理解和掌握，但在教学过程中仍然存在一些不足之处，需要我进行深入的反思和改进。

首先，我发现在课堂讲解环节，虽然我尽量使用了生动的语言和形象的比喻，但可能还是有些抽象的概念学生们难以理解。例如，在解释带电粒子在电场和磁场中受到的力时，我发现有些学生对于力的合成与分解以及力的方向性还是感到困惑。为此，我计划在未来的教学中，增加一些互动环节，比如让学生亲自参与一些简单的物理实验，通过实验来直观地感受力的作用和运动轨迹。

其次，我在小组讨论环节观察到，虽然学生们积极参与讨论，但讨论的深度和广度还有待提高。有些学生可能更多地关注于表面的现象，而没有深入到物理本质。针对这一问题，我计划在未来的教学中，提前准备一些更具挑战性的讨论题目，引导学生们深入思考，并鼓励他们从不同的角度分析和解决问题。

另外，我在课堂展示环节发现，有些学生在表达自己的观点时，语言组织能力和逻辑思维能力还有待加强。这可能是由于他们在日常学习中缺乏足够的表达训练。为了改善这一点，我打算在课堂上设置更多的表达机会，比如小组报告、个人陈述等，让学生们在不断的实践中提升自己的表达能力。

1.强化实验环节：通过更多的实验演示和学生的亲手操作，让学生们直观地观察和体验带电粒子在复合场中的运动，增强他们的感性认识。

2.激发学生思考：在讲解基础知识的同时，我会提出一些开放性的问题，鼓励学生们思考和探讨，培养他们的科学思维能力。

3.引入案例教学：通过分析具体的物理案例，让学生们了解带电粒子在复合场中运动规律的广泛应用，提高他们的学习兴趣和动力。

4.加强表达训练：通过课堂上的小组讨论、个人陈述等活动，让学生们有机会练习表达，提高他们的语言组织和逻辑思维能力。

5.定期进行教学评估：我计划在每节课后进行教学反思，通过学生的反馈和自己的观察，及时调整教学方法和内容，确保教学效果不断提升。板书设计1.带电粒子在复合场中的运动规律

①电场和磁场对带电粒子的作用力

②带电粒子在复合场中的运动轨迹

③带电粒子在复合场中的能量变化

2.电场和磁场的基本概念

①电场的定义及电场力的计算

②磁场的定义及磁场力的计算

③电场和磁场的作用特点

3.带电粒子在复合场中的运动方程

①带电粒子在电场中的运动方程

②带电粒子在磁场中的运动方程

③带电粒子在复合场中的运动方程

4.带电粒子在复合场中的运动特性

①带电粒子在复合场中的运动轨迹特点

②带电粒子在复合场中的运动稳定性

③带电粒子在复合场中的运动能量变化

5.带电粒子在复合场中的实际应用

①粒子加速器中的带电粒子运动

②磁悬浮列车中的带电粒子运动

③其他相关领域中的应用案例课堂1.课堂提问：通过提问，了解学生对带电粒子在复合场中运动规律的理解程度。观察学生回答问题的准确性、逻辑性和语言表达能力。

2.观察学生参与情况：关注学生在课堂上的参与程度，包括是否积极参与讨论、是否认真听讲等。

3.课堂测试：通过小测验，了解学生对带电粒子在复合场中运动规律的记忆程度和应用能力。

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