2.4 带电粒子在电场中的运动 课时教案（表格式）2025--2026年鲁科版高中物理必修第三册

2.4《带电粒子在电场中的运动》课时教案 学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时 教材 鲁科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于鲁科版高中物理必修第三册第二章第4节，是静电场知识的深化与应用。教材通过分析带电粒子在匀强电场中的加速与偏转，将电场力、牛顿运动定律、动能定理、类平抛运动等核心物理知识有机整合，体现了“从力和能量两个视角分析电磁现象”的新课标理念。内容具有承上启下的作用，既巩固了电场强度、电势差等概念，又为后续学习示波器原理、质谱仪、回旋加速器等现代科技应用奠定基础。 学情分析 高二学生已掌握牛顿运动定律、动能定理、平抛运动等力学知识，具备一定的矢量分析与运动合成能力。但对电场与力学的综合应用仍存在思维断层，容易将电场力与重力混淆，难以建立“类平抛”模型。学生抽象思维能力正在发展，对微观粒子运动缺乏直观感知。因此，需通过实验模拟、动画演示和生活类比降低认知门槛，引导学生从“受力—运动—能量”三重路径构建物理图景，突破思维障碍。 课时教学目标 物理观念 1. 理解带电粒子在匀强电场中受恒定电场力作用，其运动可分解为沿电场方向的匀变速直线运动和垂直电场方向的匀速直线运动。 2. 掌握带电粒子在电场中加速与偏转的规律，能运用牛顿第二定律和动能定理解决相关问题。 科学思维 1. 能将带电粒子在电场中的运动类比为平抛运动，建立“类平抛”物理模型，提升模型建构能力。 2. 能从力和能量两个角度分析带电粒子的运动，体会多路径解决问题的科学方法。 科学探究 1. 通过分析示波管工作原理，设计实验探究带电粒子偏转规律，提升问题解决与方案设计能力。 2. 能利用数字化实验系统（如DIS）模拟粒子轨迹，进行数据采集与分析，发展实验探究素养。 科学态度与责任 1. 认识带电粒子控制技术在示波器、医学成像、粒子加速器等领域的广泛应用，体会物理与科技的紧密联系。 2. 感悟科学家在微观世界探索中的严谨态度与创新精神，增强社会责任感与科学使命感。 教学重点、难点 重点 1. 带电粒子在匀强电场中的加速规律（动能定理应用）。 2. 带电粒子在匀强电场中的偏转规律（类平抛运动分析）。 难点 1. 建立“类平抛”运动模型，理解电场力方向与初速度方向垂直时的运动分解。 2. 综合力学与电学知识，灵活选用牛顿定律或能量观点解决复杂问题。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 多媒体课件、示波器实物或模型、电子束演示仪、DIS传感器、激光笔、坐标纸 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入 【5分钟】 一、科技之眼：示波器中的电子舞步 （一）、展示实物，激发兴趣。 教师手持示波器模型或实物，缓慢旋转展示其外形，引导学生观察屏幕上的亮斑。提问：“同学们，这是什么仪器？它在实验室中常用来测量什么？”待学生回答后，继续追问：“你们知道屏幕上那个跳动的光点，其实是无数高速电子撞击荧光屏形成的吗？这些微小的带电粒子是如何被精确控制，在屏幕上画出各种波形的？”通过设问，将学生的注意力从宏观仪器引向微观粒子的运动控制。 （二）、播放动画，构建图景。 播放一段高清动画：电子从阴极发射，在电场中被加速，随后进入偏转电极，在水平与竖直电场的共同作用下发生偏转，最终击中荧光屏特定位置发光。动画暂停在电子进入偏转板的瞬间，教师强调：“今天，我们就化身‘电子指挥官’，揭开带电粒子在电场中运动的神秘面纱，破解示波器背后的物理密码。” （三）、提出挑战，明确任务。 教师在黑板上写下本节课的“终极挑战”：“如果你是示波器设计师，如何计算电子经过加速电压U 后获得的速度？又如何控制它在偏转电场中偏移的距离，让它精准命中目标？ ... ...