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視頻課題:第五屆全國高中物理教師說課視頻《實驗:探究帶電粒子在電場中的偏轉》寧夏
教學設計、課堂實錄及教案:第五屆全國高中物理教師說課視頻《實驗:探究帶電粒子在電場中的偏轉》寧夏長慶高級中學高中物理
《實驗:探究帶電粒子在電場中的偏轉》說課稿
說課人:寧夏長慶高級中學 楊海嬌
一、教材來源
本節選自新課標人教版選修3—1第一章第9節 高二年級
二、教材分析
本節帶電粒子在電場中的偏轉是一節理論課。課本的設置是通過例題計算、歸納,讓學生理解帶電粒子在電場中的加速以及偏轉;然后介紹了偏轉的應用:示波管。以往我們都會通過陰極射線管給學生演示,學生可以定性的觀察一下,但是對于內部結構以及原理都不清楚。僅僅只停留在老師介紹的層面上,不能啟發和引導學生。我將本節前加了一節實驗探究課,不但可以讓學生定性的觀察帶電粒子在電場中的偏轉,加強學生的感性認識、加深對本節的理解,而且可以培養學生的思考能力,還可以復習前面的內容。
三、學情分析
(一)學生知識層面
本實驗所需要用到的知識有電荷在尖端易聚集、電容器的原理、電場力的理解和曲線運動的知識,這些學生在前面的章節已經學過。而且多數內容與本實驗在同一章中,學生記憶深刻。所以在進行本實驗時,學生在知識儲備上是夠得,而且可以及時的復習前面的內容。
(二)學生的能力層面
學生在現有的基礎上具備了思考能力、探究能力以及小組合作能力,之前我也經常以小組形式探究完成一些小課題。所以,這次實驗是可以勝任的。但是我們的學生動手能力相對較薄弱一些,而且本實驗很多方面要注意細節,因此在實驗儀器的制作上,需要老師為主學生為輔。
四、實驗教學目標
(一)知識與技能
1、定性觀察帶電粒子在電場中的偏轉,進一步認識正電荷受力順著電場線方向,負電荷受力逆著電場線方向
2、了解如何使液滴帶電
3、通過實驗驗證
4、通過觀察分析帶電粒子的軌跡與那些因素有關
(二)過程與方法
通過參與實驗儀器的制作和實驗演示,提高學生的探究能力和歸納總結的能力;使學生直觀的認識帶電粒子在電場中的運動軌跡與哪些因素有關。
(三)情感態度與價值觀
通過學生自己的努力探究,讓學生改變了對物理學科是停留在理論上這種觀點,提高了學生對物理學科的興趣。
五、實驗器材
水滴偏轉儀
六、實驗改進要點
1、將不易觀察的電子選用了帶有顏色的水滴代替,更加直觀、清晰。
2、儀器使用廢舊材料以及較便宜的器材制作,成本較低。學生能夠參與到儀器制作中,不但能夠深入的了解儀器的物理原理,而且提高了學生的探究能力。
3、利用夾子改變液滴的帶電性質,使實驗更加直觀,操作更加簡單。
4、通過液滴是否帶電和帶電性質的不一樣進行對比實驗,讓學生定性了解帶電粒子在電場中的偏轉,加深了學生對同性相斥、異性相吸的認識。
5、實驗的可擴展性增強。比如,利用針管和漏斗做對比,可以讓學生加深對電荷在尖端易聚集這一知識點的認識。還有可以改變兩極板間距離,利用公式得出電場強度是增大的還是減小的,從而得到液滴的軌跡變化和E的關系。
七、實驗原理
液滴在豎直方向運動,當給液滴帶電后,液滴運動到電場中時會受到水平方向的電場力的作用。根據曲線運動的知識,液滴會向受力方向偏轉。
八、實驗教學過程
本節課分為了三個過程:課前、課中、課后
(一)課前
1、提前給學生布置任務“探究帶電粒子在電場中的偏轉”。學生利用課余時間先思考實驗方案。
2、老師給出初步的實驗設計原理圖。利用自習課師生共同探討。教師要引導學生來解決問題。比如:用什么來做帶電粒子、如何排除重力影響、電場從哪里來等。
3、根據小組探討,選出最佳方案,完善原理圖。學生也可以將自己覺得實驗能夠使用的小零件提前準備后,當場試驗檢驗效果。
(二)課中
1、環節一:將針管裝滿帶色液體,不接通電源。擠壓針管液體流下,觀察液體的軌跡。
實驗現象:液體直線流下,沒有發生偏轉。
小組討論:液滴沒有受到周圍環境影響而偏轉。
2、環節二:接通電源。擠壓針管,使液滴流下,觀察液滴軌跡。
實驗想象:液滴直線流下,沒有發生偏轉。
小組討論:我們知道帶電體能夠吸引輕小物體。比如:摩擦過的尺子能夠吸引紙屑。但是從上述實驗現象看來,液滴并沒有受到極板的吸引而發生偏轉。
3、環節三:接通電源,將正極板和針頭用導線連接起來,這樣液滴就帶了正電。擠壓針管,使液滴流下,觀察實驗現象。
實現現象:液滴向負極板方向發生偏轉,打在了負極板上。
小組討論:通過上述實驗現象說明了兩點:1、針頭和正極板連接后,成功的使液滴帶上了電; 2、帶正電的液滴向負極板偏轉,說明液滴受力方向指向負極板。根據前幾節學習的內容我們知道,在電場中電場線由正極板指向負極板,那么帶正電的液滴受力方向沿著電場線方向。
4、環節四:接通電源,將負極板和液滴用導線連接起來,這樣液滴就帶了負電。擠壓針管使液滴流下,觀察實驗現象。
實驗現象:液滴向正極板方向偏轉。
小組討論:帶負電的液滴受力方向逆著電場線方向。同樣也說明了同性相斥,異性相吸。
歸納總結:通過上述四個環節,說明了:
1、直接給針頭帶電,可以實現給液滴帶電。在課前有學生想到用金屬漏斗給液滴帶電,這個想法我們也通過實驗證實了,金屬漏斗給液滴帶電不但不好控制出水量,而且帶電存在偶然性不夠穩定。原因就是我們前幾節學的知識,電荷易在尖端聚集。
2、通過環節二驗證了后面液滴發生偏轉并不是因為帶電體可以吸引輕小物體導致的。
3、正電荷受力順著電場線方向,負電荷受力逆著電場線方向。
5、環節五:減小極板間距離,接通電源,擠壓針管使液滴流出,觀察實驗現象。
實驗現象:液滴偏轉,和之前相比打在了更高的位置。
小組討論:液滴打在了更高的位置,說明液滴受到電場力增大了。根據我們知道,電場強度增大了。與我們前一節學習的內容是相符的,減小極板間距離,電場強度增大。
6、環節六:增大極板間距離,接通電源,擠壓針管使液滴流出,觀察實驗現象。
實驗現象:液滴偏轉,但是和之前相比液滴打在比之前更低的位置。
小組討論:液滴打在了更低的位置,說明液滴受到的電場力減小。驗證了增大極板距離,電場強度減小。
九、實驗效果評價
(一)實驗效果
1、本次實驗很成功,實驗結果沒有受到環境因素的影響,穩定性好。
2、實驗過程清晰,操作、觀察方便。
3、實驗儀器原理簡單,構造簡潔;易于學生理解。
(二)課后反饋
有了實驗做前提,學生在推導本節公式就有了清晰的認識。不再像之前那樣,有數據但是腦海中無法展現場景。而且在本次實驗中學生提供實驗方案和方法,雖然部分沒有在本實驗中使用,但是對于他們來說收獲是相當大。使他們從被動學習變為主動思考,體會到了物理學科的魅力。
(三)實驗存在的不足
1、課本中帶電粒子在電場中的運動在水平方向是勻速直線運動,而本實驗的是自由落體運動,不完全一樣。
2、本實驗如果能夠上升到理論層面,能夠計算就更好了。
姓名:楊海嬌
單位:寧夏長慶高級中學
視頻來源:優質課網 www.jixiangsibao.com