2024-2025學(xué)年高中物理 第1章 5 勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 示波管原理教案 教科版選修3-1

2024-2025學(xué)年高中物理第1章5勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系示波管原理教案教科版選修3-1課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2024-2025學(xué)年高中物理第1章的第5節(jié)，勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，示范課教案基于教科版選修3-1。主要內(nèi)容包括：

1.理解勻強(qiáng)電場(chǎng)的概念，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的概念及其物理意義。

2.掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差之間的關(guān)系公式：U=Ed，其中U表示電勢(shì)差，E表示電場(chǎng)強(qiáng)度，d表示電場(chǎng)中的距離。

3.學(xué)會(huì)運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差之間的關(guān)系公式解決實(shí)際問題，如計(jì)算電場(chǎng)中的電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度等。

4.了解示波管的原理，掌握示波管在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

教學(xué)過程中，應(yīng)以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平，注重培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和實(shí)踐操作能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：

1.理解能力：使學(xué)生能夠理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的計(jì)算方法。

2.實(shí)踐操作能力：通過示波管實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決中。

3.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和原理進(jìn)行分析、推理和判斷的能力，以及運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的能力。

4.創(chuàng)新意識(shí)：鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出新的問題、新的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，掌握電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的計(jì)算方法。

解決辦法：通過示例和實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用公式U=Ed進(jìn)行計(jì)算，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力。

2.難點(diǎn)：示波管原理的理解及應(yīng)用。

解決辦法：進(jìn)行示波管實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)示波管的工作原理，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握示波管的原理，并能夠運(yùn)用到實(shí)際問題中。

3.重點(diǎn)：運(yùn)用電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差之間的關(guān)系公式解決實(shí)際問題。

解決辦法：提供一系列實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。

4.難點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系的理解。

解決辦法：通過圖形和示例，直觀地展示電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和思考，從而深化對(duì)關(guān)系公式的理解。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）講授法：在課堂中，教師以講解的形式向?qū)W生傳授知識(shí)，使學(xué)生掌握勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系以及示波管原理。

（2）討論法：組織學(xué)生就勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系、示波管原理等主題進(jìn)行小組討論，激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。

（3）實(shí)驗(yàn)法：讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行示波管實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而加深對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系以及示波管原理的理解。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件，生動(dòng)形象地展示勻強(qiáng)電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)差等概念，以及示波管的原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件模擬電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系，讓學(xué)生直觀地感受二者之間的關(guān)系，提高學(xué)生的理解程度。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，了解勻強(qiáng)電場(chǎng)和示波管在實(shí)際生活中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

（4）實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備示波管等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

（5）作業(yè)與測(cè)試：布置有關(guān)勻強(qiáng)電場(chǎng)和示波管的作業(yè)，及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)，并通過測(cè)試了解學(xué)生的掌握情況。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：提供勻強(qiáng)電場(chǎng)和示波管原理的相關(guān)視頻、PPT和閱讀材料，要求學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)概念和原理。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：提出問題如“勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度有何關(guān)系？”、“示波管是如何工作的？”等，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過在線平臺(tái)收集學(xué)生的預(yù)習(xí)筆記和疑問，及時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生觀看視頻、閱讀PPT和文本材料，初步理解勻強(qiáng)電場(chǎng)和示波管的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將通過思維導(dǎo)圖、概念圖或書面形式提交自己的預(yù)習(xí)成果。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索和理解新知識(shí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)進(jìn)行預(yù)習(xí)資源的共享和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前熟悉勻強(qiáng)電場(chǎng)和示波管的基本概念，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過展示實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，如電子束在示波管中的運(yùn)動(dòng)，引起學(xué)生對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的興趣。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式U=Ed，并通過示例演示如何應(yīng)用。

-組織課堂活動(dòng)：分組討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生分析電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的變化關(guān)系。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出的問題，如公式推導(dǎo)細(xì)節(jié)，進(jìn)行解答。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生專注聽講，積極思考并記錄關(guān)鍵點(diǎn)。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組中分享自己的預(yù)習(xí)成果，共同分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-提問與討論：學(xué)生針對(duì)不理解的地方提出問題，并與組員討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解讓學(xué)生掌握電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)和小組討論，讓學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

作用與目的：

-確保學(xué)生能夠理解并應(yīng)用電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系公式。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。

-提供拓展資源：推薦一些高級(jí)教材或研究論文，供學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步探索。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：批改作業(yè)，提供反饋，指出學(xué)生的錯(cuò)誤并提供改進(jìn)建議。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固課堂上學(xué)到的知識(shí)。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生根據(jù)興趣和能力，選擇拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生回顧自己的學(xué)習(xí)過程，分析學(xué)習(xí)成效，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成作業(yè)，培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。

-反思總結(jié)法：學(xué)生通過反思總結(jié)，提高自我認(rèn)知和自我調(diào)節(jié)能力。

作用與目的：

-通過作業(yè)鞏固學(xué)生對(duì)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的理解和計(jì)算能力。

-拓展學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

-幫助學(xué)生通過反思總結(jié)，提升學(xué)習(xí)策略和自我管理能力。六、知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)包括：

1.勻強(qiáng)電場(chǎng)的概念：勻強(qiáng)電場(chǎng)是指電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向處處相同的電場(chǎng)。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系公式為U=Ed，其中U表示電勢(shì)差，E表示電場(chǎng)強(qiáng)度，d表示電場(chǎng)中的距離。

2.電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系：電勢(shì)差是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差異。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比，與電場(chǎng)中的距離成正比。這個(gè)關(guān)系可以通過電場(chǎng)線和等勢(shì)面來形象化表示。

3.示波管原理：示波管是一種顯示器，用于顯示電子束在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。示波管的工作原理是基于電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子束的控制，通過電子束在屏幕上的掃描形成圖像。

4.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算：電場(chǎng)強(qiáng)度是指單位正電荷所受到的電場(chǎng)力。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E可以通過電場(chǎng)力F除以電荷量q來計(jì)算，即E=F/q。

5.電勢(shì)差的計(jì)算：電勢(shì)差U可以通過電場(chǎng)力做功W除以電荷量q來計(jì)算，即U=W/q。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)力做功W等于電荷量q乘以電場(chǎng)強(qiáng)度E，因此U=Eq/q，簡(jiǎn)化后得到U=Ed。

6.電場(chǎng)力做功的計(jì)算：電場(chǎng)力做功W可以通過電荷量q乘以電場(chǎng)強(qiáng)度E乘以電場(chǎng)中的距離d來計(jì)算，即W=qEd。電場(chǎng)力做功的大小與電荷量、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)中的距離有關(guān)。

7.電勢(shì)能的概念：電勢(shì)能是指電荷在電場(chǎng)中由于位置的改變而具有的能量。電勢(shì)能的計(jì)算可以通過電荷量q乘以電勢(shì)差U來計(jì)算，即電勢(shì)能=qU。

8.電場(chǎng)線和等勢(shì)面的概念：電場(chǎng)線是用來表示電場(chǎng)強(qiáng)度和方向的線條，從正電荷指向負(fù)電荷。等勢(shì)面是電勢(shì)相等的點(diǎn)的集合，等勢(shì)面上的點(diǎn)具有相同的電勢(shì)。

9.電場(chǎng)的疊加原理：在多個(gè)電場(chǎng)共同作用的情況下，電荷所受到的電場(chǎng)力是各個(gè)電場(chǎng)力的矢量和。這個(gè)原理適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)。

10.電場(chǎng)的方向：電場(chǎng)的方向是指電場(chǎng)力作用于正電荷的方向。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)的方向與電場(chǎng)線相同，即從正電荷指向負(fù)電荷。七、典型例題講解1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差的計(jì)算

題目：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子從電勢(shì)為U1點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為U2點(diǎn)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，求電勢(shì)差U2-U1。

答案：根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，電勢(shì)差U2-U1=Ed，其中E是電場(chǎng)強(qiáng)度，d是電場(chǎng)中的距離。

2.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算

題目：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子受到的電場(chǎng)力為F，電荷量為q，求電場(chǎng)強(qiáng)度E。

答案：根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力的關(guān)系，電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/q。

3.電勢(shì)能的計(jì)算

題目：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子從電勢(shì)為U1點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為U2點(diǎn)，求電勢(shì)能變化。

答案：根據(jù)電勢(shì)能的計(jì)算公式，電勢(shì)能變化=q(U2-U1)。

4.電場(chǎng)力做功的計(jì)算

題目：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子從電勢(shì)為U1點(diǎn)移動(dòng)到電勢(shì)為U2點(diǎn)，求電場(chǎng)力做的功。

答案：根據(jù)電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式，電場(chǎng)力做功=q(U2-U1)。

5.電場(chǎng)線的繪制

題目：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向?yàn)閺恼姾芍赶蜇?fù)電荷，請(qǐng)繪制電場(chǎng)線。

答案：根據(jù)電場(chǎng)線的繪制規(guī)則，電場(chǎng)線從正電荷指向負(fù)電荷，且電場(chǎng)線之間的距離表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。八、教學(xué)反思與改進(jìn)在本節(jié)課的教學(xué)中，我嘗試采用了講授法、討論法和實(shí)驗(yàn)法等多種教學(xué)方法，以及多媒體設(shè)備、教學(xué)軟件等現(xiàn)代化教學(xué)手段，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。通過課前自主探索，課中強(qiáng)化技能和課后拓展應(yīng)用，旨在幫助學(xué)生深入理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系以及示波管原理。

在課前自主探索環(huán)節(jié)，我發(fā)布了預(yù)習(xí)任務(wù)，設(shè)計(jì)了具有啟發(fā)性和探究性的問題，以及提供了豐富的預(yù)習(xí)資源，以幫助學(xué)生提前了解課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。然而，在實(shí)際操作中，我發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對(duì)自主學(xué)習(xí)缺乏信心，需要更多的指導(dǎo)和反饋。在未來的教學(xué)中，我將更加關(guān)注學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，提供更多的支持和幫助。

在課中強(qiáng)化技能環(huán)節(jié)，我通過詳細(xì)講解和示例演示，以及組織課堂活動(dòng)和解答疑問，旨在幫助學(xué)生深入理解勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度