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- 2022-09-27 发布
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带电粒子在电场中的运动主讲教师:袁明昌教学目标:1.熟练应所学电场知识分析解决带电粒子在匀强电场中的运动问题。2.理解电容器的电容,掌握平行板电容器的电容的决定因素3.掌握示波管,示波器及其应用。教学重点:带电粒子在匀强电场中的运动教学难点:带电粒子在匀强电场中的运动教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教材的分析与处理:1、地位和作用:本节是高中物理第二册第十三章的第九节。电场是电学的基本知识,是学好电磁学的关键。本节是本章知识的重要应用之一,是力学知识和电学知识的综合。在教学大纲和考试说明中都把本节知识列为理解并掌握的内容。通过对本节知识的学习,学生能够把电场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机地结合起来,加深对力、电知识的理解,有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力,同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。 近几年高考中对本章知识考查频率较高的是电场力做功与电势能变化,带电粒子在电场中的运动这两个知识点。尤其在与力学知识的结合中巧妙地把电场概念、牛顿定律、功能关系等命题联系起来,对学生能力有较好的测试作用。另外,平行板电容器也是一个命题频率较高的知识点,且常以小综合题出现,其他库化定律、增强叠加等虽命题率不高,但往往出现需深刻理解的叠加问题,也是复习中不能忽视的。2、教材的安排与编者意图: 这节教材先从能量角度入手研究了带电粒子在电场中的加速,然后,又从分析粒子受力情况入手,类比重力场中的平抛运动,研究了带电粒子在匀强电场中的偏转问题。编者安排这一节,一方面是加深对前面所学知识的理解,另一方面是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。 3、学生基础: 本章概念抽象,学生应当在理解的基础上熟记概念,掌握公式,弄清哪些量是矢量,哪些量是标量,以及公式中各量正负号的意义。其次,要把前面所学力学规律应用在电场中,处理带电粒子在电场中的运动问题。这节是在学生已经比较熟练地掌握了力学和电场的基本知识,初步具备了分析有关电场问题的能力的基础上进行的,考虑我们的学生基础不很好,理解接受能力差,可以充分调动学生的积极性,在共同的探讨中掌握分析问题的方法。根据教学大纲和考试说明的要求,结合学生的特点制定如下目标:⑴知识上:理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理;⑵能力上:培养学生观察、分析、表达及应用物理知识解决实际问题的能力,进一步养成科学思维的方法。4.教材的处理: 以演示实验设疑,引入新课;通过微机模拟结合理论分析,讲授知识。重点让学生清楚带电粒子在电场中加速和偏转的原理,这是本节内容的中心。由于带电粒子的偏转是曲线运动,比较复杂,学生理解起来有一定的困难,故作为本节的难点,通过类比重力场中的平抛运动突破难点。 \n能分析和计算电场中移动电荷做功与电荷电势能的变化以及这两点间电势差的关秒。考点之三是电容器、带电粒子在电场中运动。对电容器要求理解电容的概念,掌握平行板电容器的电容与哪些因素有关,特别抓往C、Q、U、E等量的关系进行分析;对带电粒子在电场中运动,要求掌握带电粒子在匀强电场中加速和偏转的规律。这部分内容在高考中经常出现,尤其是带电粒子在电场中运动是近年来高考的难点,也是热点内容之一。二、教学设想:1、教学的方法和手段 本节属于派生性的知识主要采用讲授式的教学方法,以教师为主导,学生为主体,思维训练为主线。通过实验演示创设物理情景,激发学生学习兴趣;通过微机模拟电子运动,使微观粒子运动的过程宏观化;通过恰当的问题设置和类比方法的应用,点拨了学生分析问题的方法思路;引导学生进行分析、讨论、归纳、总结,使学生动口、动脑、动手,亲身参与获取知识,提高学生的综合素质。另外,应用计算机、大屏幕投影等现代化手段,既节约了时间,又提高了效率。 2、学法指导 根据学生已有的知识基础和学生的实际接受能力及心理特点:⑴通过引导学生观察实验,发现问题;⑵通过问题的讨论,培养学生分析问题的能力;⑶通过巩固练习加深对知识规律的消化理解;⑷让学生用已有的知识演绎推理、归纳总结出新的规律,培养学生对知识的迁移能力。 3、教学程序设计 为了切实完成所定教学目标,充分发挥学生的主体作用,对一些主要的教学环节采取了如下设想: ⑴以演示实验设疑,创设学习情景,激发学习兴趣,引入新课。 介绍电子束演示仪,并说明只有高速带电的粒子(电子)轰击管内惰性气体发光,才能看到电子的径迹。学生会对电子如何获得速度产生疑问,通过控制电子束的偏转方向,学生又会对这一目的的如何实现产生疑惑,从而强烈地激发了学生的求知欲望,进而提出课题。⑵在新课教学中,以微机模拟与问题探讨想结合进行理论分析,使学生由感性认识上升到理性认识。 ①.以微机演示电子在电场中加速和偏转运动的全过程,让学生观察分析:电子运动的全过程可以分为那几个阶段?在每一阶段电子各做什么运动?这样可以使学生先在整体上对带电粒子运动的全过程有清晰的脉络,有助于局部过程的分析。 ②.以微机演示电子在加速电场中的运动,让学生思考如何求电子射出加速电场时的速度?并进行推导。使学生认识到在匀强电场中可以根据牛顿定律和动能定理求速度,同时指出应用能量的观点研究加速问题比较简单,动能定理也适用于非匀强电场。从而培养学生分析问题、解决问题的能力,进一步养成科学思维的方法。 ③.以微机演示电子在偏转电场中的运动,并引导学生观察思考:①电子在偏转电场中的运动与物体在重力场中的平抛运动有什么相同点和不同点?②如何类比重力场中的平抛运动来分析带电粒子的偏转?这样的引导之后学生自然会找到解决问题的方法,从而突破了难点,也培养了学生对知识的迁移能力。同时渗透事物之间普遍联系的辨证唯物主义思想。 ④.在上述理论分析的前提下,让学生动手动笔推导侧向速度V┸,侧向位移y及偏转角Ф的表达式。使学生清楚知识的来龙去脉,加深记忆,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。⑤.引导学生分组讨论:如何改变电子射出加速电场时的速度、电子射出偏转电场时的侧向位移及偏转角的大小?进一步对加速和偏转的原理深化理解,充分挖掘学生潜能。 ⑥.用电子束演示仪验证理论分析的正确性,使学生由理性认识回到实践中来。⑶设置联系加速和偏转的全过程的问题进行巩固练习,培养学生应用新知综合分析问题解决问题的能力,同时进行知识反馈。⑷小结:设置问题1:我们怎样实现对带电粒子的控制?引导学生进行知识小结;设置问题2:学习带电粒子在电场中运动的目的是什么?理论联系实际,培学生开拓意识和创新精神。 ⑸布置作业:以巩固知识,丰富学生知识面为目的,同时减轻学生负担,作业为课后1、3题,并要求学生查阅有关带电粒子加速和偏转应用的科普文章。 4.板书设计:纲要式板书,力求条理清晰,体现中心内容,突出重点。三、本次活动集体探讨的几个物理问题 \n1、静电计与验电器的法和区别。2、如何理解电荷仅受电场力作用下电势能与动能之和是一个常数。(教参P179第14题)3、如何理解是否考虑重力要依据具体情况而定,对基本粒子(如电子、质子、α粒子等)一般都不考虑重力(但并不忽略质量),对带电颗粒(如液滴、油滴、尘埃、小球等),一般都不能忽略重力,除非有特别的说明或暗示。(教参P178第11题)4、带电粒子的加速和偏转在匀强电场和非匀强电场问题,如何利用动能定理和能量守恒。(教材P126第4题)5、传感器的最新技术应用(教参P187第10、11题)