高中物理带电粒子在电场中的运动教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中物理带电粒子在电场中的运动教学设计学情分析教材分析课后反思
高中物理选修3-1
§1.9带电粒子在电场中的运动
教
学
设
计
高中物理课堂教学教案
课题
§1.9带电粒子在电场中的运动
课型
新授课
教学目标
通过牛顿运动定律和功能关系，使学生掌握带电粒子在电场中的运动规律,
并能分析解决加速和偏转问题
教学重点、难点
重点：
带电粒子在电场中的运动规律
难点：
运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题
教学方法
讲授、猜想、归纳、推理
教学手段
多媒体
教师活动
学生活动
【教学过程】
一、出示学习目标
二、进行新课
（一）带电粒子在匀强电场中的加速
问题导入：
明确了学习目标，我们先来思考一个问题:
如图所示,在真空中有一对平行金属板，由于接到电池组上而带电，两板间的电势差为U。
若一个质量为m、带正电荷q的粒子,在静电力的作用下由静止开始从A板向B板运动,请计算它到达B板时的速度.（请用两种方法）
明确学习目标
在学案上指定位置用两种方法完成问题
教师活动
学生活动
投影展示几位同学的答案，让同学订正答案，规范解题步骤，然后展示老师事前做好的答案。
问题1：
比较两种做法，它们的适用范围是否一样？
问题2：
如果粒子以一定的初速度v0进入加速电场，到达B板的速度又是多少?
引导学生再分析由静止加速到B板的速度，让学生认识到速度与粒子比荷的平方根成正比，与加速电压的平方根成正比。
出示练习1
练习1下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）
A、质子（）B、电子C、氘核（）D、氦核（）
小结：
，同一加速电场，动能与电荷量成正比；
，同一加速电场，速度与粒子比荷的平方根成正比。
出示练习2
2带电粒子在电场中的加速）两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图8所示，OA＝h，则此电子具有的初动能是（ ）
A.
B．edUhC.
D.
小结：
计算加速或减速后的速度（动能），所牵涉到的电压指的是初、末位置两点间的电势差，不一定是两板间电压。
（二）带电粒子在匀强电场中的偏转
引入：
前面我们学习的是带电粒子在电场中做加速（直线）运动情况，下面我们讨论带电粒子在电场中偏转（曲线）情况。
出示偏转电场，介绍相关概念，引导学生分析带电粒子的运动规律
指导学生计算带电粒子在电场中的运动时间、加速度、离开电场时沿电场方向的分速度、侧移量、偏转角的正切。
订正答案，规范解题步骤
小组讨论完成问题
完成练习1，并试着解释原因
完成练习2，并试着解释原因
得出粒子运动规律：
水平方向匀速直线运动
竖直方向初速度为0的匀加速直线运动
一名学生上台板演，其他学生做在学案上。
教师活动
学生活动
引导学生评价黑板上板演的结果
引导学生分析侧移量和偏转角的正切
出示练习3和练习4
练习3质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（）
A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
练习4质子（质量为m、电量为e）和二价氦离子（质量为4m、电量为2e）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。
过度：
前面我们学习了带电粒子在电场中的加速和偏转，那么我们让带电粒子先从加速电场加速，再通过偏转电场，运动情况又是怎样的呢？
引入拓展
带电粒子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。
请求偏转角的正切和侧移量分别是多少?
出示练习5：
如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。
整个装置处在真空中，重力可忽略。
在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（）
A、U1变大、U2变大
B、U1变小、U2变大
C、U1变大、U2变小
D、U1变小、U2变小
评价结果
完成练习3、4，并分析原因
经历推导过程，并分析结果，总结规律。
教师活动
学生活动
分析：
三、课堂小结
结论：
与粒子的m、q无关
学生总结本节所学内容。
作业
P391、问题与练习1、4
2、结合教材，思考示波器工作原理
板书设计
§1.9带电粒子在电场中的运动
一、带电粒子在匀强电场中的加速
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
教学设计说明
本节课是通过例题的形式来研究带电粒子的加速和偏转。
个人认为这样处理，不仅让学生经历由原有知识生成新知识的过程，符合学生的认知规律，还避免出现“加速度公式、位移公式、速度公式、偏转角公式”等，因为记忆这些公式不仅加重学生负担，更会淡化学生研究问题时的物理意识。
示波器原理部分不仅对力学、电学知识的综合能力有较高要求，而且要求有一定的想象能力。
因此，我把它作为课下思考，留给学生足够的时间来思考，下节课处理。
学情分析
教学主体是普通高二年纪的学生，已经掌握了运动学和功能关系的知识以及简单的静电学的知识，学生具有一定的分析推理能力，但是由于力学和电学的综合程度已有提高，这对于学生的学习还是有一定的困难。
高中二年级学生处于高中学习的关键时期，理论和科技方面的知识都需要加强，而本节教学则恰是理论联系现代科学实验和技术设备的知识，对学生而言通过本节课的学习将是质的提升，也基于物理学习的宗旨，为往后的电磁学的学习打下（作为类比学习）基础
效果分析
课堂教学效果是教师进行课堂教学的落脚点，一切教学手段的运用和教学方法的选择最终的目的是课堂教学效果的最大化。
新课程提倡自主、合作、探究的学习方式，课堂教学是学生学习科学文化知识的主阵地，也是对学生进行思想品德教育的主渠道。
教师应着力构建自主的课堂，让学生在生动、活泼的状态中高效率地学习。
一、物理知识问题化，激发学生的学习兴趣。
通过带电粒子是怎样被加速的呢?
创设具体例题，激发学生的学习兴趣，为后面的知识的学习做好准备。
二、鼓励学生主动参与，积极讨论要使课堂教学真正成为高效课堂的主渠道，必须着力唤醒学生的主体意识，让学生主动地参与教学活动。
在课堂教学中应坚持学生活动的自主性，使学生主体处于活跃兴奋状态，使学习成为学生自己的活动，让学生在教学实践过程中学会选择、学会参与。
例如学习带电粒子的加速和偏转时，我先给同学们创设问题情境，然后让学生分组讨论交流，运用前面所讲的静电场知识和运动学知识，进行知识的有效迁移，然后找学生回答做题思路方法，必要时要带着学生一起推导，加深学生印象。
我还充分运用现代教育技术手段，进行多种媒体的优化教学，调动学生参与课堂活动过程的主动性和积极性，克服课堂教学中那种死板的缺乏生气的单向度的教学过程，创建多向度的立体交往形式，为学生的更优发展提供优良的教学环境。
最后，每部分知识我都设了巩固练习，测试学生新课学习后教学目标达成率，检验学生运用知识、解决问题的能力。
练习题我尽量结合生活实际，且一题多问逐步递进，这样的达标检测不仅能客观评价学生的学习状况，更可以激发学生进一步努力学习的勇气。
但与自己曾设想的效果还是有一定的差距。
首先，在课堂形式上显得比较单一，和孩子们的互动不是很多，替孩子们回答的较多，在课堂中出现的问题没能够灵活处理，给学困生的鼓励较少。
其次，小组合作学习时间太少，教师指导还不到位，只照顾到个别小组。
因此，汇报交流时，个别小组不太积极。
总之，课堂教学是教师与学生的双边活动。
要提高中学物理课堂教学质量，必须以学生为本，凭借学科思维性强、灵活性强、运用性强的特点，精心设计，给学生一些机会，让他自己去体会；给学生一点困难，让他自己去解决；给学生一个问题，让他自己找答案；给学生一种条件，让他自己去锻炼；给学生一片空间，让他自己去开拓。
注重学生优秀思维品质的培养，变被动为主动，变学会为会学，这样就一定能达到传授知识，培养能力的目的，收到事半功倍的效果。
教材分析
“带电粒子在电场中的运动”是高二物理选修3-1第一章静电场的最后一节的内容，也是本章的重点内容。
本节是力学知识和电学知识的综合，是本章前几节知识的重要应用，也是为学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。
本节先从能量角度研究带电粒子在匀强电场中的加速，然后类比重力场中的平抛运动，研究带电粒子在匀强电场中的偏转。
一方面加深对前面所学知识的理解，另一方面借助分析带电粒子的加速和偏转，使学生进一步掌握运动和力的关系，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
§1.9带电粒子在电场中的运动
【学习目标】
掌握带电粒子在电场中的运动规律,并能分析解决加速和偏转问题
【学习重点】
带电粒子在电场中的运动规律
【学习难点】
运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题
【课堂探究】
一、带电粒子在匀强电场中的加速
如图所示,在真空中有一对平行金属板，由于接到电池组上而带电，两板间的电势差为U。
若一个质量为m、带正电荷q的粒子,在静电力的作用下由静止开始从正极向负极运动,请计算它到达负极板时的速度.（请用两种方法）
练习1下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）
A、质子（）B、电子C、氘核（）D、氦核（）
练习2带电粒子在电场中的加速）两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图8所示，OA＝h，则此电子具有的初动能是（ ）
A.
B．edUhC.
D.
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
练习3质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（）
A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
练习4质子（质量为m、电量为e）和二价氦离子（质量为4m、电量为2e）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为，侧移之比为。
拓展带电粒子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。
请求偏转角的正切和侧移量分别是多少?
练习5如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。
整个装置处在真空中，重力可忽略。
在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（）
A、U1变大、U2变大B、U1变小、U2变大
C、U1变大、U2变小D、U1变小、U2变小
【课堂小节】
【当堂训练】
1．如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则（ ）
A．a的电荷量一定大于b的电荷量
B．b的质量一定大于a的质量
C．a的比荷一定大于b的比荷
D．b的比荷一定大于a的比荷
2如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v，则下述方法能满足要求的是（）
A、使M、N间电压增加为2U
B、使M、N间电压增加为4U
C、使M、N间电压不变，距离减半
D、使M、N间电压不变，距离加倍
3.所示，两块相同的金属板正对着水平放置，电压为U时，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，以水平速度v0从A点射入电场，经过一段时间后从B点射出电场，A、B间的水平距离为L。
不计重力影响。
求：
（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间t；
（2）A、B间竖直方向的距离y；
（3）带电粒子经过B点时速度的大小v。
【课后思考】
如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．
（1）求电子穿过A板时速度的大小；
（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？
课后反思
带电粒子在电场中的运动形式多样，处理问题的方法、规律很多，考虑所带班级的学生的实际情况，我在这个阶段的教学中，分两个专题（带电粒子在恒定电场中的直线运动、曲线运动）为学生理清思路，加深对力、电知识的理解，培养学生解决问题的能力。
本次课对带电粒子在电场中的曲线运动知识进行专题训练。
本专题分为两个部分：
用运动的分解处理带电粒子在电场中的匀变速曲线运动，用能量观点处理带电体在电场中的运动，用等效法处理带电体在叠加场中的运动。
这节课的教学目的是：
1.掌握带电粒子（不计重力）在匀强电场中的运动规律。
2.理解带电粒子在电场运动过程的能量转化与守恒情况。
3.用运动规律、能量观点解决有关问题。
4.培养学生综合运用力学、电学知识处理问题的能力。
本节把运动规律及其应用确定为重点。
本节要综合运用力学、电学知识并结合能量分析处理问题，学生在这些方面是薄弱环节，故将研究方法及规律的应用确定为难点。
本节以学生为主体，探索研究，类比讨论，归纳总结出本节运动规律，目的在于使学生成为学习的主人，教给他们方法。
一、本节课做的比较好的方面：
1、讲练结合：
学生是课堂的主体，在每一道例题后面都有一道变式训练题，让学生在理解之后能自行动笔进行训练，巩固所学知识，加深理解及练习中及时的发现问题。
2、设计了当堂检测:
针对所教班级的实际情况，在新课教学的过程中设计了当堂检测，弥补学生知识准备不足的缺憾，从最基本点入手，严格低起点、小步调，这样既是对旧知识的复习巩固，又可消除学生学习新知识的“恐惧”，教学效果会更好。
3、内容全面，重难点突出
4、师生互动良好
5、板书工整
二、经过教研组的点评，受益匪浅，感觉能够从以下几个方面加以改进：
1、教学设计：
自己在备课的时候就在思考这样一个问题，这节课的教学设计注意了知识的广度，主要是带电粒子在电场中的曲线运动的常见情形和基本解题方法的讲解，而知识点间的联系不够，有没有一种更好的学生更容易接受的模式呢?
在教研组老师的讨论、点拨，感觉自己的收获很大，他们帮我打开了一扇门：
本节课可以只讲授带点粒子在匀强电场中的偏转及其应用，通过展示学生的完成情况，发现问题所在，针对所出现问题进行重点讲授。
2、语言的规范化：
物理是一门严谨的学科，但我在有时为了方便，在教学时使用了不够规范的语言这是很不应该的。
3、学案提前发给学生：
充分预习，听课时更能够让他们有足够的时间思考
4、可以给学生更多思考的时间和空间。
5、再好好设计每一个环节的设问，艺术感强一些就好了。
通过这节课，感觉自己的收获很大，在今后的教学中会更加严格的要求自己，把每一节课都看成公开课，严格要求自己，认真对待学生!
课标分析
根据教材内容和学生实际确定下列教学目标：
1、知识与技能：
①掌握带电粒子在电场中的运动情况的分析方法
②掌握带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律
2、过程与方法：
1用猜想、类比等方法对带电粒子在电场中的运动规律进行理论探究
2用动力学观点和能量观点，体会带电粒子在电场中运动的一般分析方法
③培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力
3、情感、态度与价值观：
通过严密的演绎推理，感悟理论研究须具备严谨的科学态度和科学精神
教学重点、难点
1、重点：
带电粒子在匀强电场中运动的规律
2、难点：
电学知识和力学知识结合处理偏转问题
教学方法
讲解、猜想、归纳、推理
升级会员 