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高一集体备课教案模版


高一物理集体备课教案
主备教师:赵艳艳
内容:

周课时数 6(含周六) :集体备课时间:
3-1 第一章 8、9 节

17 年 5 月 31 日

课时 内容

课时安排 : 第一、二课时:电容器的电容 第三、四、五、六课时:带电粒子在电场中的运动

l.知道什么是电容器以及常用的电容器. 2.知道电场能的概念,知道电容器充电和放电时能量的变化. 3.理解电容器电容的概念及其定义 C=

教学 目标

4.知道公式 C=

?S 及其含义. 4?kd

Q ,并能用来进行有关的计算. U

5. 学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度 和位移等物理的变化 6.学习运用静电力做功、电势、电势差、等势面等概念研究带电粒子在电场中运动 时能量的转化 重点:带电粒子在电场中的加速和偏转规律 难点:电容器的动态分析 带电粒子在电场中的偏转问题及应用 教学过程 一、电容器的电容 通过课前学案,同学们对电容器的工作过程和电容的概念有了初步的了解和认识,

教学 并提交了有关问题的回复,下面同学们浏览互动讨论 1。 建议 及重 难点 突破 方法
(1) 教师点评概括学生讨论内容的不足。 (2) 出示课前学案中提供的动画资源, 要求学生结合这一动画边操作边说出充放 电过程的特点。

通过动画模拟了解电容器充放电过程的特点,实际电路是不是这样的呢?看实验! ①教师给出实验实物连接电路并投影电路图; 介绍实验装置与连接方式。

②要求学生观察电路连接,上台操作充放电过程。 ③要求学生说出观察到的实验现象,并能解释。 在教师的引导下,得出电容器是储存电荷的元件。 师:实际电路中电流的特点是不是也象动画模拟的那样呢,继续观察实验。 ④在原有电路基础上串联一灵敏电流计,电路如图

要求学生观察充放电时,灵敏电流计指针偏转方向和偏转幅度,得出充放电路中的 电流方向相反,大小都是由大变小变为零。 师:通过实验我们知道电容器是储存电荷的元件,那么电容器上储存的电荷量与什 么因素有关?是不是电容越大储存的电荷量就越多?这是互动讨论 2 的内容,大家浏览 回帖。 4、解决互动讨论 2 (1)组织学生浏览讨论 2 回帖,点评学生对于该讨论的见解。 (2)演示实验 2: (实验电路同上一电路) 操作 1——不同电容的电容器,在充电电压相同时,观察电容器充放电时灵敏电 流计指针的偏转幅度。 引导学生得出结论:电容器两端电压相同时,电容越大储存的电荷量越多。 师:电容器储存的电荷量只与电容有关么?继续观察实验。 操作 2——同一电容器,不同充电电压时,观察电容器充放电时,灵敏电流计指针 的偏转幅度。要求学生记录实验数据,得出结论。 (学生能根据数据得到电压越高,电荷量越大;并且能得到粗略的得到电荷量与电

压的比值是恒定的。 ) (二) 、教师引领:建立电容的概念: 师:通过实验粗略的得到电荷量与电压的比值是恒定的,进一步的精确实验表明, 对于同一个电容器,Q 与 U 的比值是不变的,这个比值来表征电容器储存电荷的本领, 这个比值定义为电容。 (1)电容的定义式。 (2)电容的单位的认识。 (3)根据定义式引出击穿电压、额定电压。 师:电容的大小既然不由电荷量和电压决定,究竟有哪些因素决定电容的大小呢? (三)合作学习 1、教师引导学生浏览创新平台上发布的课中学案中的学习目标。 2、 教师要求学生学习课中学案中提供的合作学习的前两个环节, 并要求先自主思考, 再组内讨论,能根据实物尝试连接电路并能说出设计思路。 3、操作实验,填写表格,记录实验数据

保持电量 Q 不变 静电计 不变量 变化量 偏角θ 变化 U 变化 C 变化

插入电介质 2、 得出实验结论: 教师点明,理论分析表明,平行板电容器的电容 C 与极板的正对面积 S、极板间距

离 d 还有两板间电介质ε r 的关系为

----------决定式

5、学生点击学习资源中的“研究影响平行板电容器电容的因素”进行补充性学习

二、带电粒子在电场中的运动 1、带电粒子在电场中平衡
质量为 m 电荷量为 q 的带电体,能否静止在电场中?若能,请你判断带电体的电性;若不能,请说 明说明理由,学生分析并讨论

以上分析涉及到是否考虑带电体的重力问题。在处理带电体在电场中,学生常常因“重 力是否可以忽略”这一问题感到迷茫。对于这个问题的方法可归纳为两种: ① 只有在带电粒子的重力远远小于静电力时,粒子的重力才可以忽略。 ② 一般地说,微观带电粒子如电子、质子、离子、α 粒子等除有说明或明确暗示 外,处理问题时均不计重力; 而带电微粒如尘埃、小液滴、小球等除有说 明或有明确暗示外,处理问题时应考虑重力。
过度:以下我们讨论带电粒子在电场中的运动,是不考虑带电粒子的重力且在匀强电场中

2、带电粒子在电场中直线加速
例如:如图所示,质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子(重力不计)以初速度 v0 与电场线平行的方向射入板间距离为 d 的平行板电容器间,两板间电压为 U 。求 带电粒子离开电场时的末速度.

运动学: a ?

Eq Uq ? m md

动能定理:

2 v 2 ? v0 ? 2ad

v?

2Uq 2 ? v0 m

1 2 1 2 m v ? m v0 ? qU 2 2 2qU 2 v? ? v0 m

若粒子的初速度为零,则: v ?

2qU m

请学生分析 对比以上两种解答问题方式的优劣: 动能定理解决问题不需要考虑运动中 间过程,简洁、计算量小,而且能够解决带电粒子在非匀强电场的的运动问题,而运动 学不能。
教师补充:带电粒子在电场中加速是使粒子获得高能量,在研究问题时可以使它和其他粒子碰撞研

究其他粒子性质,例如电子加速打在荧光屏上获得亮斑——示波器、电视机的荧光屏就是该应用。对 于加速板每一个电压对应着一个速度,对于电学元器件我们可以控制电压控制带电粒子的速度。

3、带电粒子在电场中偏转 刚刚研究的是带电粒子平行于电场方向的运动,如果粒子有一定的初速度垂直于电场 方向运动情形又如何呢?如图所示,请学生画出带电粒子运动的 大致轨迹,分析运动情况。 教师总结:带电粒子在电场中做类平抛运动,若两板之间电压 低带电粒子能够飞离偏转电场;若过高则不能飞离电场而打在极 板上,现以带电粒子能够飞离偏转电场加以研究、讨论。给定条件是:
质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子(重力不计)以平行于极板的初速度 v0 射入长 L 板间距离为 d 的 平行板电容器间,两板间电压为 U

运动时间: t?

L v0

a? 加速度:

Eq Uq ? m md
V0 d y

速度: v y ? at ?

UqL ; m dv0

2 2 v ? vy ? v0

速度的偏转角: tan? ?

vy v0

?

UqL 2 dm v0

x 方向位移: x ? L ? v0 t y 方向位移( 偏转量 ): y ?

1 2 UqL2 at ? 2 2 2dm v0

(对某一粒子的偏转:y 与 U 成正比) 位移与初速度 v0 的夹角( 位移偏转角 ): tan? ?

y UqL ? 2 x 2dm v0

注意到:tan ? ? 1 tan ? ,说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点 2 恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论 相同。
若如图所示初速度为零的带电粒子先经过电压为 U0 加速 后,获得速度 v0 后,再进入上述电场中偏转:



1 2 mv 0 ? U 0 q 2

得: v0 ?

2qU 0 m

运动时间: t ?

L v0

加速度: a ?

Eq Uq ? ; m md

沿电场方向速度: v y ? at ?

qUL qUL m = mdv0 md qU 0

偏转量 : y ?

1 2 1 qUL2 1 qUL2 m 1 UL2 at ? ? ? 2 2 2 mdv0 2 md 2qU 0 4 U 0d vy v0 ? qUL m 1UL = md2qU 0 2Ud 0

偏转角: tan ? ?

y 和 tan ? 都与

U 成正比,与带电粒子的比荷无关 U0

若打在荧光屏上的 Y 偏转:

y ? Y L U ?S (Y 与 成正比) 2 U0 L ? 2S UqL UL Y? y? ( L ? 2S ) ? ( L ? 2S ) 2 L 4dU 0 2dm v0
教师补充:带电粒子在电场中偏转是使粒子打到不同的位置,在研究问题时我们可以使粒子打到我 们需要的位置,下一节课我们学习的示波管原理就是运用到该知识,使粒子偏转打到需要的位置不单 单可以用电场中发生偏转,在以后我们还会学习带电粒子在磁场中发生偏转

L 2

小结:带电粒子在电场中的运动是力学知识和电场知识的综合运用。其规律遵守牛顿运 动定律、动能定理和功能关系等。只是带电粒子受力中有一个是电场力。

高考
基本考查点:1、电容器的动态分析、充放电.2、带电粒子在电场中的加速偏转

考点 习题 能力导练+题签 安排

.典型题讲解 (1)充电后保持极板与电源相连接的含义是 U 不变.

例题 典型 题及 方法 总结

由Q ? CU ? U d? ?SUd ? ? ?E? ? Q ? 由 E= ?S ? ? Q ? d U 不变 4 ? kd C? 4?kd ? ?
(2)充电后切断与电源的连接的含义是电容器的电荷量 Q 不变.

由Q ? CU ? Q4?kd d ? ? ? ??U ? ?S ? ? U ? ?S C? ? 4?kd ?
又由 E=

U 4?kQ Q不变 ?E? ?? ?? E 不变 d ?S

集体 研讨 改进 完善


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