2024-2025学年高中物理 第一章 静电场 5 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理教学实录 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第一章静电场5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理教学实录教科版选修3-1一、课程背景与目标定位

本节课旨在通过深入探讨匀强电场中电势差与电场强度的关系，以及示波管的工作原理，帮助学生更好地理解静电场的基本概念和实际应用。本节课的内容紧密联系教科版选修3-1物理课本，针对高中二年级学生的知识水平，旨在培养学生的科学思维能力和实践操作能力。通过本节课的学习，学生能够掌握匀强电场中电势差与电场强度关系的计算，了解示波管的工作原理，为后续电磁学知识的学习打下坚实基础。二、核心素养目标

课程目标设定

1.培养学生的物理观念，使其能够理解并运用电场强度与电势差的关系描述物理现象。

2.提升学生的科学思维，通过分析示波管工作原理，锻炼其推理和解决实际问题的能力。

3.增强学生的实验探究能力，通过示波管实验，掌握实验操作技巧，培养科学探究精神。

4.培养学生的科学态度与责任，激发对物理学科的兴趣，培养持续学习的动力和责任感。三、学习者分析

1.学生已经掌握了静电场的基本概念，包括电场、电场强度和电势等，并能够通过公式计算电场强度和电势差。

2.学生对实验操作通常表现出较高的兴趣，具备一定的观察能力和动手能力，但学习风格各异，有的学生偏好理论分析，有的学生更倾向于通过实验学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括对抽象电场概念的理解，以及将电势差与电场强度关系应用于复杂问题的解决。此外，示波管的工作原理较为复杂，学生可能需要额外的指导和练习才能理解并掌握。四、教学资源

1.教科版选修3-1物理课本

2.多媒体教学设备（投影仪、电脑）

3.示波管实验装置

4.实验用电源、电压表、电流表

5.教学课件

6.物理实验室

7.实验指导手册

8.互动式教学平台（如智能教室系统）五、教学实施过程

1.导入新课

方式：通过展示“静电场中的电荷分布”动画，引发学生对电场和电势差关系的兴趣，提问学生生活中哪些现象涉及电场和电势差。

目的：激发学生对静电场中电势差与电场强度关系的探究欲望，为新课学习设置情境。

2.讲授新知

概念讲解：通过展示匀强电场模型，讲解电场强度和电势差的概念，并指出它们之间的关系公式E=U/d。

演绎推理：通过具体示例，如电场强度为500N/C的匀强电场中，两点间距离为0.1m，计算电势差，演示如何运用公式进行推理。

归纳推理：引导学生通过观察不同电场强度和电势差的数据，归纳出它们之间的普遍关系。

逻辑谬误：指出学生可能出现的错误，如忽略电场强度的方向性，错误地应用公式等，并指导如何避免这些谬误。

3.巩固练习

课堂练习：设计几道计算题，让学生现场计算匀强电场中的电势差，巩固对公式E=U/d的理解和应用。

小组讨论：学生分组讨论示波管中电子束偏转的原理，如何通过电场强度和电势差控制电子束。

4.深化理解

案例分析：分析示波管的工作原理，探讨电场强度和电势差如何影响电子束的运动轨迹。

辩论活动：组织学生辩论“在匀强电场中，电场强度和电势差是否可以相互独立变化”，锻炼学生逻辑思维和论证能力。

5.课堂总结

知识梳理：总结匀强电场中电势差与电场强度的关系，强调E=U/d公式的应用条件。

学生反馈：学生分享在课堂上的学习体验，讨论在解决问题时遇到的难点，教师给予解答和指导。六、教学反思与改进

1.教学反思：学生在理解电场强度与电势差关系时，对公式E=U/d的应用条件掌握不够牢固，部分学生在计算过程中忽略了电场的方向性。

2.教学改进：在下一节课中，将通过更多实例强调电场强度与电势差关系的应用条件，并通过实际操作让学生亲自调整电场强度和电势差，观察电子束在示波管中的偏转情况，加深对公式的直观理解。同时，增加课堂练习的针对性，强化学生对电场方向性的认识。七、作业布置与反馈

1.作业内容：

（1）根据本节课学习的匀强电场中电势差与电场强度的关系，设计一个实验方案，利用示波管验证这一关系。要求写出实验目的、原理、所需器材、步骤以及预期结果。

（2）结合教材内容，收集并整理三种不同的匀强电场应用实例，分析其在实际生活中的作用和意义，并撰写一篇短文。

2.反馈方式：

（1）教师将逐一审阅学生的实验设计方案，针对实验目的的明确性、原理的正确性、步骤的合理性以及预期结果的准确性给予评价和建议，并在下次课堂上进行集中反馈。

（2）对学生的短文作业，教师将重点关注学生对匀强电场应用的理解深度和表达清晰度，通过批注的形式给出改进意见，同时挑选出有见地的作业在课堂上进行分享，促进学生之间的交流和学习。

（3）在课堂上，教师将组织学生进行小组讨论，每组选取一位代表汇报作业完成情况，其他小组成员对其进行评价和提问，以此激发学生的思考，加深对课程内容的理解。

（4）教师还将通过课堂问答和小组讨论的方式，收集学生对作业的反馈，了解他们在完成作业过程中遇到的困难和问题，及时调整教学策略，提高教学质量。

（5）对于表现优异的学生，教师将给予表扬和奖励，以此激励所有学生积极投入到物理学习中，培养他们的科学探究精神和实践能力。八、教学资源与支持

1.多媒体资源：

-视频：播放有关静电场的科普视频，如“静电场的形成”和“示波管的工作原理”，用以导入新课和帮助学生形象理解抽象概念。

-图片：收集和制作匀强电场的示意图、电场线分布图、示波管内部结构图等，用于讲解和展示电场强度与电势差的关系。

-音频：播放静电场相关的物理现象音频，如电子束在电场中的运动声音，增强学生的学习兴趣。

2.阅读材料：

-精选英文短文：挑选与静电场相关的英文科普文章，如“ElectrostaticsinDailyLife”和“ApplicationsofUniformElectricFields”，让学生在提高英语阅读能力的同时，加深对物理概念的理解。

-扩展阅读：提供一些静电场领域的经典论文和现代研究文章，供学有余力的学生自学和探究。

3.在线工具：

-在线词典：推荐使用物理专业在线词典，如HyperPhysics或PhysicsClassroom，方便学生随时查阅不熟悉的物理术语和概念。

-模拟软件：利用在线的物理模拟软件，如PhETInteractiveSimulations，让学生通过互动模拟实验，直观感受电场强度和电势差的变化。

-练习平台：引导学生使用在线物理练习平台，如KhanAcademy或Coursera，进行自我练习和检测。

4.实验资源：

-实验指导手册：编制详细的示波管实验操作手册，包括实验目的、原理、步骤、注意事项等，帮助学生安全、正确地完成实验。

-实验设备：确保实验室中有足够的示波管、电源、测量仪器等实验设备，以及相应的实验消耗材料。

5.教学辅助材料：

-课件：制作包含关键知识点、公式推导、实验演示等内容的课件，帮助学生在课后复习和巩固。

-练习题库：建立涵盖各类题型（选择题、填空题、计算题、问答题）的练习题库，供学生在课堂练习和课后自学使用。

6.教师支持：

-教师培训：定期组织教师参加物理教学研讨会和培训，提升教学水平和实验技能。

-教学交流平台：建立教师教学交流群，分享教学经验、资源和问题解决方案。

7.学生支持：

-学习辅导：为学习有困难的学生提供额外的辅导，包括课后答疑和个别指导。

-学习小组：鼓励学生组建学习小组，进行互帮互助，共同解决学习中遇到的问题。九、结语

同学们，通过今天的学习，我们深