【2021年高考一轮课程】物理 全国通用版 第24讲 带电粒子在复合场中的运动 现代科技中的电磁场问题 教案.docx

【2021年高考一轮课程】物理全国通用版第24讲带电粒子在复合场中的运动现代科技中的电磁场问题教案

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教学内容

本讲内容选自《物理》全国通用版教材，主要包括以下两部分：

1.带电粒子在复合场中的运动：分析带电粒子在电场、磁场、重力场等复合场中的运动规律，包括匀强电场、匀强磁场、非均匀电场和磁场中的运动。

2.现代科技中的电磁场问题：探讨电磁场在现代科技领域的应用，如电磁驱动、电磁悬浮、电磁兼容等问题，以及相关技术在生活中的实际应用。

重点内容包括：带电粒子在复合场中的运动方程、受力分析、运动轨迹和能量变化；电磁场在现代科技中的应用原理和实际案例。

核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的物理观念、科学思维和创新意识。具体目标包括：

1.物理观念：通过分析带电粒子在复合场中的运动，发展学生对电磁场基本规律的理解，提高运用物理知识解决实际问题的能力。

2.科学思维：培养学生运用数学工具进行物理建模和推导的能力，以及通过实验和观察来验证物理规律的科学方法。

3.创新意识：通过探讨电磁场在现代科技中的应用，激发学生探索科学奥秘的兴趣，培养创新思维和科技应用的意识。

教学难点与重点

1.教学重点

-带电粒子在复合场中的运动规律：重点在于让学生理解带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动方程，例如洛伦兹力的计算和应用，以及不同场中粒子运动的轨迹和能量变化。

-电磁场在现代科技中的应用：重点包括电磁悬浮原理、电磁驱动技术等，如分析电磁悬浮列车的工作原理，以及其在实际运输中的应用。

2.教学难点

-复合场中运动的受力分析：难点在于如何将电场力、磁场力和重力综合起来，分析带电粒子在复合场中的受力情况，例如在匀强电场和垂直磁场中的圆周运动。

-运动轨迹的推导：难点在于利用数学工具（如微分方程）推导带电粒子的运动轨迹，如推导在非均匀电场中粒子的抛物线轨迹。

-电磁场应用中的物理模型建立：难点在于如何将实际的电磁场应用问题抽象成物理模型，例如在分析电磁兼容问题时，如何建立电磁干扰的模型并进行评估。

教学方法与策略

1.采用讲授与讨论相结合的方法，讲解带电粒子在复合场中的运动规律，引导学生通过讨论深化对电磁场概念的理解。

2.设计实验模拟带电粒子的运动，通过实际操作让学生直观感受复合场对带电粒子运动的影响，增强学生的实践能力。

3.利用案例研究，分析电磁场在现代科技中的应用，如电磁悬浮列车案例，引导学生探讨科技发展对社会的影响。

4.使用多媒体教学工具，如动画演示和视频资料，帮助学生形象地理解复杂的物理现象和原理。

教学流程

1.导入新课（5分钟）

详细内容：通过回顾上一节课学习的电场和磁场的基本知识，提出问题：“在电场和磁场中，带电粒子会如何运动？”接着展示一些带电粒子在复合场中的运动现象的图片或视频，如电子在阴极射线管中的运动，激发学生的好奇心，导入新课内容。

2.新课讲授（15分钟）

-讲解带电粒子在复合场中的运动规律，以洛伦兹力公式为核心，分析粒子在不同场中的受力情况。

-通过具体例题，如计算电子在电场和磁场垂直叠加时的运动轨迹，让学生理解复合场中粒子运动的特点。

-介绍电磁场在现代科技中的应用，如电磁悬浮技术，结合实际案例讲解其工作原理和应用领域。

3.实践活动（10分钟）

-设计一个模拟实验，让学生在电脑上使用物理模拟软件，观察带电粒子在复合场中的运动轨迹。

-分发练习题，让学生现场计算带电粒子在特定复合场中的运动参数，如速度、加速度等。

-利用动画软件或实物模型，展示电磁悬浮列车的工作过程，让学生直观理解电磁场在实际应用中的作用。

4.学生小组讨论（10分钟）

-讨论方面一：分析带电粒子在复合场中的受力情况，如何确定粒子的运动轨迹？

-讨论方面二：探讨电磁悬浮技术在不同领域的应用前景，以及可能面临的挑战。

-讨论方面三：结合生活中的实例，讨论电磁场对现代科技发展的影响。

5.总结回顾（5分钟）

详细内容：回顾本节课的主要内容，包括带电粒子在复合场中的运动规律、电磁场应用的实例，以及学生在实践活动中遇到的问题和解决方法。强调本节课的重难点，如洛伦兹力的计算和电磁场应用中的物理模型建立，确保学生对核心知识有清晰的理解。同时，鼓励学生在课后进一步探索电磁场的相关知识，将理论应用于实际问题的解决。

学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：学生能够熟练掌握带电粒子在复合场中的运动规律，包括洛伦兹力的计算和不同场中粒子运动的轨迹。通过本节课的学习，学生能够独立解决相关物理问题，如计算带电粒子在电场和磁场中的运动参数。

2.思维能力：学生在解决实际问题的过程中，能够运用科学思维方法，如建模、推导和实