第十章 专题 带电粒子在电场中运动的综合问题 集体备课教学设计模板 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十章专题带电粒子在电场中运动的综合问题集体备课教学设计模板-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本章节旨在帮助学生深入理解带电粒子在电场中运动的规律，通过分析典型例题，让学生掌握如何运用所学知识解决实际问题。教学设计紧扣人教版物理教材必修第三册，以培养高二学生物理思维和解决实际问题的能力为目标，提高学生的科学素养。核心素养目标培养学生运用物理概念和规律分析带电粒子在电场中运动的能力，提升科学思维和科学探究素养。通过实验和计算，强化学生的模型建构和科学推理能力，培养严谨求实的科学态度和团队合作精神。教学难点与重点1.教学重点，

①理解并掌握带电粒子在电场中的受力情况，包括电场力与电势能的关系；

②掌握带电粒子在电场中的运动规律，包括加速度、速度和位移的计算；

③能够运用动能定理和能量守恒定律解决带电粒子在电场中的综合问题。

2.教学难点，

①正确分析带电粒子在复合电场中的运动轨迹，考虑电场方向和大小变化的影响；

②计算带电粒子在非均匀电场中的运动轨迹，理解电场强度分布对运动的影响；

③综合运用多种物理概念和公式，解决实际情境中的带电粒子运动问题，如电子在电视显像管中的加速和偏转。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，引导学生深入理解带电粒子在电场中的运动规律。

2.通过实验演示，让学生直观感受电场对带电粒子的作用，增强学生的感性认识。

3.设计案例研究，让学生分析实际问题，培养解决复杂问题的能力。

4.利用多媒体课件展示电场分布和粒子运动轨迹，帮助学生建立空间想象力。

5.组织小组合作学习，让学生在互动中共同探讨解题思路，提高团队合作和交流能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕“带电粒子在电场中运动的综合问题”，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考，例如：“如何计算带电粒子在非均匀电场中的运动轨迹？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解电场力、电势能、运动轨迹等知识点。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问，如：“电势能如何影响粒子的运动？”

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解“带电粒子在电场中运动的综合问题”，为课堂学习做好准备。

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：通过展示电子在电视显像管中的加速和偏转实验视频，引出“带电粒子在电场中运动的综合问题”，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解带电粒子在电场中的受力分析、运动方程以及能量守恒定律，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析典型例题，如：“一个带正电的粒子在电场中运动，求其轨迹方程。”

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如：“如何确定粒子的运动方向？”进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验带电粒子在电场中运动知识的应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解带电粒子在电场中的运动规律。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中掌握分析带电粒子运动问题的技能。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解带电粒子在电场中的运动规律，掌握解决实际问题的方法。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

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：根据“带电粒子在电场中运动的综合问题”，布置适量的课后作业，如：“计算带电粒子在复合电场中的运动轨迹。”

提供拓展资源：提供与“带电粒子在电场中运动的综合问题”相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，如：“你的解答过程很清晰，但计算时需要注意单位的转换。”

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，如：“研究不同电场分布对粒子运动的影响。”

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议，如：“我需要加强对电场分布的理解。”

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料

-《电磁学基础》：介绍电磁学的基本原理，包括电场、磁场和电磁波的基本概念，以及它们之间的关系。

-《粒子物理学导论》：探讨粒子物理学的基本知识，包括基本粒子的性质、相互作用和宇宙中的粒子现象。

-《现代物理实验》：介绍物理学实验的基本方法和技术，以及如何运用实验数据来验证物理理论。

2.课后自主学习和探究

-学生可以研究电场中的粒子运动在现实生活中的应用，例如静电除尘、电子束扫描等。

-探究不同电场分布对粒子运动轨迹的影响，可以通过模拟软件进行模拟实验。

-分析带电粒子在电场和磁场中的运动，了解洛伦兹力的作用和粒子在磁场中的回旋运动。

-研究带电粒子在非均匀电场中的运动，探讨电场梯度对粒子加速效果的影响。

-探究带电粒子在电场和磁场共同作用下的运动，分析粒子在复合场中的轨迹变化。

-通过实验或计算，验证带电粒子在电场中的能量守恒定律。

-分析带电粒子在复杂电场中的运动，如原子核反应中的粒子加速。

-研究带电粒子在电场中的碰撞现象，探讨能量和动量的转移。

-探究带电粒子在电场中的散射现象，分析散射角和能量分布的关系。

-研究带电粒子在电场中的波粒二象性，探讨量子力学在电磁学中的应用。

在进行课后自主学习和探究时，学生应注重以下几点：

-结合教材中的理论知识，深入理解带电粒子在电场中运动的原理。

-运用数学工具和物理模型，解决实际问题。

-通过实验或计算，验证理论并加深理解。

-参考拓展阅读材料，拓宽知识面。

-与同学或老师交流，分享学习心得和发现的问题。

通过以上拓展与延伸的学习，学生不仅能够巩固和深化课堂所学知识，还能够培养独立思考、实验探究和解决问题的能力，为未来的学习和科学研究打下坚实的基础。课后拓展1.拓展内容：

-《电磁学中的电场和磁场》选段：介绍电场和磁场的基本性质，以及它们如何影响带电粒子的运动。

-《带电粒子在非均匀电场中的运动》案例：分析非均匀电场中带电粒子的运动轨迹和速度变化。

-《电场中的能量转换》实验报告：探讨电场力做功与电势能变化的关系。

2.拓展要求：

-阅读上述材料，深入理解带电粒子在电场中的运动规律。

-完成以下练习题，巩固所学知识：

1.一个带正电的粒子在电场中运动，已知电场强度E和粒子的电荷量q，求粒子的加速度a。

2.一个带电粒子在电场中运动，已知初速度v0、电场强度E和电场长度L，求粒子通过电场后的速度v。

3.一个带电粒子在非均匀电场中运动，已知电场强度E随位置x的变化关系，求粒子的运动轨迹方程。

-设计一个简单的实验，验证电场力做功与电势能变化的关系。例如，可以使用平行板电容器模拟电场，通过测量带电粒子在电场中的运动距离和速度变化，来验证能量守恒定律。

-利用数学工具，分析带电粒子在复合电场中的运动轨迹，探讨不同电场分布对粒子运动的影响。

-探究带电粒子在电场和磁场共同作用下的运动，分析粒子在复合场中的轨迹变化。

-参考课本中的例题，分析并解决实际问题，如带电粒子在电视显像管中的加速和偏转。

-与同学或老师交流，分享学习心得和发现的问题，共同探讨解决方法。

教师提供以下指导和建议：

-鼓励学生利用图书馆或在线资源查找相关资料，拓宽知识面。

-对于学生在拓展学习中遇到的问题，及时给予解答和指导。

-组织学生进行小组讨论，分享各自的学习成果和心得。

-鼓励学生将所学知识应用于实际问题，提高解决实际问题的能力。

通过以上课后拓展活动，学生能够在课堂学习的基础上，进一步加深对带电粒子在电场中运动规律的理解，培养自主学习和探究的能力。板书设计①带电粒子在电场中的受力分析

①电场力：\(F=qE\)

②电势能：\(U=qV\)

③动能定理：\(\DeltaK=W\)

②带电粒子在电场中的运动规律

①加速度：\(a=\frac{F}{m}=\frac{qE}{m}\)

②速度变化：\(v=v_0+at\)

③位移：\(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)

③电场中的能量转换

①电场力做功：\(W=qEd\)

②电势能变化：\(\DeltaU=-q\DeltaV\)

③能量守恒：\(\DeltaK+\DeltaU=0\)

④复合电场中的运动

①等势面：电场线垂直