高中物理新课程选修３－１模块《教学要求》解读鲁科版31课件.ppt

高中物理3 1模块教学要求解读 尤溪七中杨亨时 2 内容导入 神奇静电 静电场 静电现象及其微观解释 静电力库仑定律 电场及其描述 电场中的导体 电荷库仑定律 电场强度 静电屏敝 电场线 旧教材 静电场 内容对比 比较发现 1 新课程内容离生活更近了 2 新课程内容更细了 知识网络 神奇静电 库仑力 电场 电场中导体 微观解释 利用生活激发兴趣 探索 从生活走向物理从物理走向社会 认识深入 定量研究 应用于生产 生活 核心知识 解释 编写意图 1 使知识学习过程尽可能符合学生行为特征和思维特性2 强调 科学 技术 社会 sts 教育3 加强了理想 类比 探究学习方法 教学要求中关注点 了解静电现象及其在生活和生产中的应用 教学要求中体现 用原子结构和电荷守恒知识分析静电现象电场中导体没有具体要求 教学要求中关注点 知道点电荷 体会科学研究中的理想模型方法通过静电与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与统一性教学中要重视库仑定律教学中的科学探究 关于库仑定律的探究 要重视库仑定律教学中的科学探究 问题 电荷之间的相互作用力究竟跟哪些因素有关呢 猜想 可能跟两个带电体的电荷量有关 可能跟两个带电体之间的距离有关 可能跟两个带电体的形状有关 可能跟空间的介质有关 简单化 不考虑形状 点电荷 不考虑介质 真空 本节教学要突出科学家探究科学的思想方法 1 对问题的简化 点电荷 真空 2 类比猜想 3 巧妙的实验设计 要启发学生 你想想 点电荷之间的相互作用力f与电荷量q1 q2以及之间的距离成什么关系呢 要引导学生进行类比 两个质点之间的万有引力 平方反比 两个点电荷之间的静电力可能也遵守平方反比规律 类比中要指出数学式子的统一性和物理意义的多样性 课本例题和作业以及其他省教学指导意见表明 利用库仑定律公式求解静力学问题 只限于运用直角三角形知识利用库仑定律公式与其他动力学规律 求解力学与电学综合的问题 只要求所受各力在同一直线的情形同时去年在其他课改省也没有这类题目出现这些说明对涉及库仑力的静力学问题与动力学问题分别在难度上做了一些限制 同时我省教学要求中本章中有很多 知道 和 体会 的字眼比较多值得关注和联想 关于库仑定律应用 第二章导入电场力 电势能与电势差 电场力做功与电势能 电势与等势面 电势差 电容器电容 电势差电势 等势面 电容器电容 电势差与电场强度关系 旧教材 电势能与电势差 带电粒子在电场中的运动 内容对比 比较发现 1 新课程知识线索不一样 2 新课程内容少了一节 带电粒子在电场中的运动 电场力 电场强度 试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关 e f q 电场力的功 电场力做功与路径无关 电势能 和重力与重力势能类比 wab epa epb 电势 试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关 ep q 电势差 电场中两点电势之差叫电势差 uab a b e数值等于沿场强方向单位距离的电势差 u ed 电场力 电场强度 电场力的功 电势差 电势 电势能 定义 uab wab q 电势定义 单位正电荷由该点移到参考点 零电势 电场力所做的功 和重力与重力势能类比 静电力做功与路径无关没有证明 原教材中的有关知识链 编写意图 使知识前后衔接自然 首尾两个概念可进行类比 强调了基本概念得出和应用 理顺了功 能 电势差的关系 加强物理在生活应用方面的教学 教学要求中关注点 很重视讨论静电力做功的特点 突出了对电场强度和电势差两个基本概念的理解 强调了电场强度的矢量性和场强叠加原理 例题 例 广东3 3 图2所示的匀强电场e的区域内 由a b c d a b c d 作为顶点构成一正方体空间 电场方向与面abcd垂直 下列说法正确的是a ad两点间电势差uad与aa 两点间电势差uaa b 带正电的粒子从a点沿路径a d d 移到d 点 电场力做正功c 带负电的粒子从a点沿路径a d d 移到d 点 电势能减小d 带电的粒子从a点移到c 点 沿对角线ac 与沿路径a b b c 电场力做功相同 例题 宁夏21匀强电场中的三点a b c是一个三角形的三个顶点 ab的长度为1m d为ab的中点 如图所示 已知电场线的方向平行于 abc所在平面 a b c三点的电势分别为14v 6v和2v 设场强大小为e 一电量为1 10 6c的正电荷从d点移到c点电场力所做的功为w 则a w 8 10 6j e 8v mb w 6 10 6j e 6v mc w 8 10 6j e 8v md w 6 10 6j e 6v 例题 海南7 如图所示 固定在q点的正点电荷的电场中有m n两点 已知 下列叙述正确的是a 若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点 则电场力对该电荷做功 电势能减少b 若把一正的点电荷从m点沿直线移到n点 则该电荷克服电场力做功 电势能增加c 若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点 则电场力对该电荷做功 电势能减少d 若把一负的点电荷从m点沿直线移到n点 再从n点沿不同路径移回到m点 则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的动 电势能不变 关于带电粒子在电场运动的分析和计算问题 知道电场力做功与电势能变化关系 能进行简单的计算 从电场力做功角度帮助理解电势差概念 并能进行简单计算 电势差与电场强度关系在匀强电场中要求定量理解 没有对粒子在电场中两种基本情况 加速 偏转 进行专门研究 要求中没有显示定量对带电粒子在电场中加速 偏转运动的计算 如偏转角 偏转距离等问题的分析没有要求 要求降低了 教学要求中关注点 山东25 飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析 如图所示 在真空状态下 脉冲阀p喷出微量气体 经激光照射产生不同价位的正离子 自a板小孔进入a b间的加速电场 从b板小孔射出 沿中线方向进入m n板间的偏转控制区 到达探测器 已知元电荷电量为e a b板间距为d 极板m n的长度和间距均为l 不计离子重力及进入a板时的初速度 当a b间的电压为u1时 在m n间加上适当的电压u2 使离子到达探测器 请导出离子的全部飞行时间与比荷k k ne m 的关系式 去掉偏转电压u2 在m n间区域加上垂直于纸面的匀强磁场 磁感应强度b 若进入a b间所有离子质量均为m 要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出 a b间的加速电压u1至少为多少 例题 广东15 如图12所示 铅盒内装有能释放 和 射线的放射性物质 在靠近铅盒的顶部加上电场e或磁场b 在图12 a b 中分别画出射线运动轨迹的示意图 在所画的轨迹上须标明是 和 中的哪种射线 带电粒子的荷质比是一个重要的物理量 某中学物理兴趣小组设计了一个实验 探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响 以求得电子的荷质比 实验装置如图13所示 他们的主要实验步骤如下 a 首先在两极板m1m2之间不加任何电场 磁场 开启阴极射线管电源 发射的电子从两极板中央通过 在荧幕的正中心处观察到一个亮点 b 在m1m2两极板间加合适的电场 加极性如图13所示的电压 并逐步调节增大 使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移 直到荧幕上恰好看不见亮点为止 记下此时外加电压为u 请问本步骤目的是什么 c 保持步骤b中的电压u不变 对m1m2区域加一个大小 方向合适的磁场b 使荧幕正中心重现亮点 试问外加磁场的方向如何 根据上述实验步骤 同学们正确推算处电子的荷质比与外加电场 磁场及其他相关量的关系为 一位同学说 这表明电子的荷质比将由外加电压决定 外加电压越大则电子的荷质比越大 你认为他的说法正确吗 为什么 例题 教学要求中关注点 示波器工作原理 电容器中是要求了解决结构及应用 并没有与带电粒子运动问题结合 电容 大小与正对面积 两极距 离介质有关有要求 例题 宁夏卷22题 由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器 如图所示 试根据你学到的有关平行板电容器的知识 推测影响圆柱形电容器电容的因素有 第三章第四章导入 恒定电流 电流 电阻 焦耳定律 逻辑电路与自动化控制 旧教材 恒定电流 分压分流 闭合电阻欧姆定律 多用电表 测电动势和内电阻 欧姆定律 电阻定律 电功电功率 半导体应用 超导应用 闭合电路欧姆定律 电压表电流表测电阻 内容对比 比较发现 强调电阻定律 分流和分压等重点的探究和理解 在探究和学习过程中体现 让物理走进生活 知识网络 电流电阻 分流分压 欧姆定律 逻辑电路 焦耳定律 生产生活应用 基本概念出发 电路原理 多用电表 电路应用 测电阻 电动势 设计意图 重点对电阻 欧姆定律 焦耳定律 串联分压 并联分流的实验探究能力和培养猜想 假设和理解能力 强调物理知识在生产生活中的应用 培养理解原理 数据记录和分析处理等实验能力 教学要求中关注点 通过实验 探究决定导线电阻的因素 体会控制变量法 学习实验中收集数据 处理数据的方法 测电阻仍然是重点 通过实验和实物 让学生认识滑动变阻器与电阻并能正确使用 电阻分压 限流的理解 应用仍然是重点 例 山东23 检测一个标称值为5 的滑动变阻器 可供使用的器材如下 a 待测滑动变阻器rx 全电阻约5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 b 电流表a1 量程0 6a 内阻约0 6 c 电流表a2 量程3a 内阻约0 12 d 电压表v1 量程15v 内阻约15k e 电压表v2 量程3v 内阻约3k f 滑动变阻器r 全电阻约20 g 直流电源e 电动势3v 内阻不计h 游标卡尺i 毫米刻度尺j 电键s 导线若干 用伏安法测定rx的全电阻值 所选电流表 填 a1 或 a2 所选电压表为 填 v1 或 v2 画出测量电路的原理图 并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路 为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率 需要测量电阻丝的直径和总长度 在不破坏变阻器的前提下 请设计一个实验方案 写出所需器材及操作步骤 并给出直径和总长度的表达式 例题 教学要求中关注点 通过实验操作学会使用多用电表测电压 电流 判断二极管正 负极 判断大容量电容器是否断路或漏电 例 广东卷第13题 13 12分 实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管 已知螺线管使用的金属丝电阻率 1 7 10 8 m 课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度 他们选择了多用电表 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 螺旋测微器 千分尺 导线和学生电源等 他们使用多用电表粗测金属丝的电阻 操作过程分以下三个步骤 请填写第 步操作 将红 黑表笔分别插入多用电表的 插孔 选择电阻档 1 把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接 多用表的示数如图9 a 所示 根据多用电表示数 为了减少实验误差 并在实验中获得较大的电压调节范围 应从图9 b 的a b c d四个电路中选择 电路来测量金属丝电阻 他们使用千分尺测量金属丝的直径 示数如图10所示 金属丝的直径为 mm 根据多用电表测得的金属丝电阻值 可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为 m 结果保留两位有效数字 他们正确连接电路 接通电源后 调节滑动变阻器 发现电流始终无示数 请设计一种方案 利用多用电表检查电路故障并写出判断依据 只需写出简要步骤 教学要求中关注点 测量电源的电动势和内阻 要求实验原理 完成实验操作 会对实验数据进行处理 例 宁夏卷22题第2步 利用伏安法测量干电池的电动势和内阻 现有的器材为 v干电池 电动势约为1 5v 符号a电压表 量程1v 内阻998 3 符号电流表 量程1a 符号滑动变阻器 最大阻值99999 9 符号单刀单掷开关1个 符号导线若干 设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内 要求在图中标出电压表 电流表的接线柱的正负 为了满足本实验要求并保证实验的精确度 电压表量程应扩大为原量程的倍 电阻箱的阻值应为 第四章第五章导入 磁场 旧教材 磁场 磁场 磁感线 磁感强度磁通量 磁与现代科技 探究磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力的应用 磁场磁场线 安培力磁感强度 电流表工作原理 磁场对运动电荷的作用 带电粒子在磁场运动 回旋粒子加速器 内容对比 比较发现 新课程内容更广 更高了 生活和科技的味道更浓了 知识网络 磁感线磁感强度磁通量 磁场对运动电荷的作用 磁与现代科技 生活中磁场 洛伦兹力的应用 揭开神秘面纱 磁场应用生产生活 回归社会 生活 探索磁本质 编写意图 以充满问题现象导入 从实验中发现本质 从本质中体会应用 体现了科技的前沿和应用 以培养学生好奇心和求知欲 进一步强调科学探究过程 培养研究 验证 假设 推理等科学方法 教学要求中关注点 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术的应用 磁场对电流的作用在其它省教学要求中只限于力在一直线或者相互升起垂直的情形 引导学生求带点粒子在磁场做圆周运动的半径和周期 例 山东25 25 飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析 如图所示 在真空状态下 脉冲阀p喷出微量气体 经激光照射产生不同价位的正离子 自a板小孔进入a b间的加速电场 从b板小孔射出 沿中线方向进入m n板间的偏转控制区 到达探测器 已知元电荷电量为e a b板间距为d 极板m n的长度和间距均为l 不计离子重力及进入a板时的初速度 当a b间的电压为u1时 在m n间加上适当的电压u2 使离子到达探测器 请导出离子的全部飞行时间与比荷k k ne m 的关系式 去掉偏转电压u2 在m n间区域加上垂直于纸面的匀强磁场 磁感应强度b 若进入a b间所有离子质量均为m 要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出 a b间的加速电压u1至少为多少 例题 教学要求中关注点 要求认识磁现象的研究在社会发展中的应用 要求中是用了解 认识等字眼 目的是加强学生对崇尚科学 热爱科学的教育 教学要求中关注点 省教学要求虽然没有提及洛伦力作用问题与几何知识的联系方面的要求 但基于对研究问题科学方法的要求 所以在这方面我认为并没有减弱 甚至得到提升 因此在教学中要加强1 渗透如何运用数学方法解决物理问题 2 除了让学生深入理解利用半径和周期分析问题和基本规律外 还应该让学生掌握找圆心方法 以及偏向角 回旋 和弦切角 的定量关系 3 复合场的研究方法 例题 海南第4题 粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍 两粒子均带正电 让它们在匀强磁场中同一点以大小相等 方向相反的速度开始运动 已知磁场方向垂直纸面向里 以下四个图中 能正确表示两粒子子运动轨迹的是 例 广东第20题 20 18分 图17是某装置的垂直截面图 虚线a1a2是垂直截面与磁场区边界面的交线 匀强磁场分布在a1a2的右侧区域 磁感应强度b 0 4t 方向垂直纸面向外 a1a2与垂直截面上的水平线夹角为45 在a1a2左侧 固定的薄板和等大的挡板均水平放置 它们与垂直截面交线分别为s1 s2 相距l 0 2m 在薄板上p处开一小孔 p与a1a2线上点d的水平距离为l 在小孔处装一个电子快门 起初快门开启 一旦有带正电微粒通过小孔 快门立即关闭 此后每隔t 3 0 10 3s开启一次并瞬间关闭 从s1s2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒 它经过磁场区域后入射到p处小孔 通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹 反弹速度大小是碰前的0 5倍 经过一次反弹直接从小孔射出的微粒 其初速度v0应为多少 求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间 忽略微粒所受重力影响 碰撞过程无电荷转移 已知微粒的荷质比 只考虑纸面上带电微粒的运动 例题 例题 宁夏第24题 在半径为r的半圆形区域中有一匀强磁场 磁场的方向垂直于纸面 磁感应强度为b 一质量为m 带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径ad方向经p点 ap d 射入磁场 不计重力影响 如果粒子恰好从a点射出磁场 求入射粒子的速度 如果粒子经