高中物理 第一章 静电场 5 匀强电场中电势差与电场强度的关系 示波管原理教案 教科版选修3-1

PAGE课题高中物理第一章静电场5匀强电场中电势差与电场强度的关系示波管原理教案教科版选修3-1设计意图本节课旨在通过实验探究匀强电场中电势差与电场强度的关系，引导学生理解电场强度的概念，并掌握电势差与电场强度的定量关系。通过示波管原理的学习，帮助学生理解电场对电荷的作用，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。核心素养目标分析培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提升学生的科学探究素养，强调科学思维和科学探究在解决匀强电场电势差与电场强度关系问题中的应用。同时，强化学生的实验技能，提高学生在实验中观察、分析、推理的能力，培养科学态度和价值观。重点难点及解决办法重点：匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。

难点：示波管原理中电场对电子运动的影响及其应用。

解决办法：

1.通过实验演示，引导学生观察电场中电势差的变化，建立电场强度与电势差的关系。

2.结合示波管原理，利用模型分析电子在电场中的运动轨迹，帮助学生理解电场对电子的作用力。

3.设计问题引导，促使学生思考电场强度与电势差的关系，通过小组讨论和合作学习，突破理解难点。

4.通过实际操作练习，强化学生对电场强度与电势差关系的掌握，提高实验操作技能。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的《高中物理》教科书和《选修3-1》学习资料。

2.辅助材料：准备匀强电场示意图、电势差与电场强度关系曲线图、示波管工作原理动画视频等多媒体资源。

3.实验器材：准备电场板、电压表、示波管、电子枪等实验器材，并确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，每个小组配备实验操作台，以便学生进行实验探究和讨论。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

详细内容：

-回顾上一节课的内容，提问学生关于电场和电势的基本概念。

-展示生活中的静电现象图片，如静电除尘、静电喷漆等，激发学生的兴趣。

-提出问题：“如何在匀强电场中描述电势差与电场强度的关系？”引导学生进入本节课的学习。

2.新课讲授（用时15分钟）

详细内容：

-阐述匀强电场的定义，通过类比磁场帮助学生理解。

-讲解电势差的概念，介绍电势差的定义和公式。

-引导学生通过实验观察电场中电势差的变化，得出电势差与电场强度之间的关系。

3.实践活动（用时10分钟）

详细内容：

-学生分组进行实验，观察电场板上的电势差分布。

-实验过程中，指导学生使用电压表测量不同位置的电势差。

-分析实验数据，引导学生总结出电势差与电场强度的定量关系。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

详细内容：

-学生分组讨论以下问题：

1.如何在示波管中实现电子束的偏转？

2.电场对电子的作用力是如何影响电子束的运动轨迹的？

3.在示波管中，如何通过改变电场强度来控制电子束的偏转？

-举例回答：

1.学生可能回答：通过在示波管中设置两个电极，在电极之间施加电场，使电子束在电场中发生偏转。

2.学生可能回答：电场对电子的作用力会使电子束在电场方向上发生加速度，从而改变电子束的运动轨迹。

3.学生可能回答：通过调节电极间的电压，改变电场强度，从而控制电子束的偏转角度。

5.总结回顾（用时5分钟）

详细内容：

-回顾本节课的学习内容，强调匀强电场中电势差与电场强度的定量关系。

-总结示波管原理中电场对电子运动的影响，以及如何通过电场控制电子束的偏转。

-鼓励学生在课后进行思考，如何将所学知识应用于实际问题中，如设计简单的静电除尘装置等。知识点梳理1.匀强电场的基本概念

-匀强电场的定义：电场中任意一点的电场强度都相等。

-匀强电场的性质：电场线平行且等距分布。

2.电势差与电场强度的关系

-电势差的定义：电场中两点之间的电势之差。

-电势差与电场强度的关系：U=Ed，其中U为电势差，E为电场强度，d为两点之间的距离。

3.电势差与电势的关系

-电势的定义：单位正电荷在电场中从无穷远处移动到某一点所做的功。

-电势与电势差的关系：电势差等于电势之差。

4.电场强度与电势的分布

-电场强度在匀强电场中为常数。

-电势在匀强电场中沿电场线方向单调递减。

5.电场力与电势能的关系

-电场力做功与电势能的关系：电场力做功等于电势能的减少。

-电场力做功的公式：W=qU，其中W为电场力做功，q为电荷量，U为电势差。

6.电场强度与电势差的测量

-使用电压表测量电势差。

-使用电场板和电压表测量匀强电场中的电场强度。

7.示波管原理

-示波管的工作原理：利用电场对电子束的偏转来显示信号。

-电子束在电场中的运动：电子束在电场中受到电场力的作用，发生偏转。

-控制电子束偏转的方法：通过改变电极间的电压，控制电场强度，从而控制电子束的偏转。

8.电场与电荷的关系

-电荷在电场中受到电场力的作用。

-电场力的大小与电荷量和电场强度有关。

9.电场与电势的关系

-电势是电场中某点的电势能与电荷量的比值。

-电势是电场中电荷运动的方向和电场力做功的量度。

10.电场与电势的应用

-利用电场和电势差分析电子在电场中的运动。

-设计简单的静电应用装置，如静电除尘器、静电喷漆等。内容逻辑关系①匀强电场的基本概念与性质

-重点知识点：匀强电场、电场强度、电场线

-重点词句：匀强电场中任意一点的电场强度都相等；电场线平行且等距分布

②电势差与电场强度的定量关系

-重点知识点：电势差、电场强度、距离

-重点词句：U=Ed；电势差与电场强度成正比，与距离成正比

③电势差与电势的关系

-重点知识点：电势差、电势

-重点词句：电势差等于电势之差；电势是电场中某点的电势能与电荷量的比值

④电场强度与电势的分布

-重点知识点：电势分布、电场强度分布

-重点词句：电场强度在匀强电场中为常数；电势在匀强电场中沿电场线方向单调递减

⑤电场力与电势能的关系

-重点知识点：电场力、电势能、功

-重点词句：电场力做功等于电势能的减少；W=qU

⑥电场强度与电势差的测量

-重点知识点：电压表、电场板、电场强度测量

-重点词句：使用电压表测量电势差；通过电场板和电压表测量匀强电场中的电场强度

⑦示波管原理

-重点知识点：示波管、电子束、电场力

-重点词句：示波管利用电场对电子束的偏转来显示信号；电子束在电场中受到电场力的作用，发生偏转

⑧电场与电荷的关系

-重点知识点：电场力、电荷量、电场强度

-重点词句：电荷在电场中受到电场力的作用；电场力的大小与电荷量和电场强度有关

⑨电场与电势的关系

-重点知识点：电势、电场力、功

-重点词句：电势是电场中某点的电势能与电荷量的比值；电势是电场中电荷运动的方向和电场力做功的量度

⑩电场与电势的应用

-重点知识点：静电应用、静电除尘、静电喷漆

-重点词句：利用电场和电势差分析电子在电场中的运动；设计简单的静电应用装置作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材中的课后习题，特别是与匀强电场中电势差与电场强度关系相关的题目，如第1题、第2题和第3题。

2.设计一个实验方案，用以验证匀强电场中电势差与电场强度成正比的关系，并撰写实验报告。

3.阅读教材中关于示波管原理的部分，思考电子在电场中的运动轨迹，并尝试绘制简图。

作业反馈：

1.对学生的作业进行及时批改，确保作业完成的质量和准确性。

2.对每个学生的作业进行个别反馈，针对作业中的错误和不足，给出具体的改进建议。

3.对于共性问题，可以在下一节课开始时进行集体讲解，帮助学生共同理解和克服难点。

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