【优选】广西桂林市逸仙中学人教版选修3-1第三章第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动备课综合

《带电粒子在匀强磁场中运动》教学设计 【课题】带电粒子在匀强磁场中运动 【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1第三章第6节 【课型】新授课 【课时】1课时 【教材分析】 1、内容分析 本节教材的内容属于洛伦兹力知识的应用，教材采用了实验探究、理论分析与推导的顺序，带着实验得到的感性材料，再用学过的知识进行理论分析，比较符合学生的认知过程。同时质谱仪和回旋加速器采用探究式教学，层层深入，让学生更容易理解和接受，让学生在学习过程中体会理论和实践相结合的方法，在学习中体会成功的喜悦。 2、教材的地位和作用 本节课是高中物理的重点内容,也是历年高考常考的部分，在高科技及探 索未知世界方面也有着极其广泛的应用，可以培养学生的综合运用力学和电磁学知识的能力。 3、新旧教材的对比 旧教材直接从理论入手，得出带电粒子在磁场中的圆周运动规律，而新教材从演示实验或者视频资料入手，使学生更能体会到带电粒子在匀强磁场中的运动规律。 【学生学情分析】 1、学生已经具备的知识准备有：带电粒子在磁场中可能受到洛伦兹力和运动学的基本知识。 2、学生的障碍：带电粒子在磁场中的运动比较抽象，要求学生有较强的空间思维能力和处理力与运动关系的能力。 【教学目标】 （一）知识目标： 1、理解洛伦兹力对粒子不做功。[来源:Zxxk.Com] 【重点难点】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式 【教学难点】质谱仪和质谱仪工作原理的理解和应用 【教法学法】：应用实验教学、多媒体展示等教学手段。注重探究性、主导性、交互性。 1.教学方法：以启发式教学为指导思想。采用提出问题→实例探究→理论推证→ 总结规律→初步应用教学思路。注重问题引导、讲练结合。 2.学习方法：结合本节课的实际情况，让学生经历科学探究过程，自主学习、合作探究相结合。培养学生的科学态度、探索精神及合作意识。 【教学准备】洛伦兹力演示仪、多媒体教学设备等。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 [来源:学&科&网] 新课引入 新课教学（合作学习,探究新知） 理论推导 [来源:学§科§网] [来源:Z_xx_k.Com] 模型讲解 模型讲解 课堂小结 巩固练习 作业布置 上节课我们学习了磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力，知道了洛伦兹力的特点，在这样一个力的作用下带电粒子会做什么样的运动？我们今天就一起来研究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。 问题一：不加磁场时电子的轨迹会怎样？ 问题二：给励磁线圈通电，当磁场与电子速度共线时电子的轨迹会怎样？ 问题三：给励磁线圈通电，当磁场与电子速度垂直时电子的轨迹会怎样？ 问题四：控制变量法，分别改变电子枪的加速电压、励磁线圈的电流，电子的轨迹会怎样变化？ （2）气泡室照片（课本插图） 运用实物投影仪展示带电粒子在匀强磁场中运动径迹的照片， [来源:学科网ZXXK] 问题一：不同粒子的半径为什么不一样？ 问题二：同一径迹上为什么曲率半径越来越小？ 半径：由qvB＝m得： r＝ mv/qB 。 周期：由T＝得： T＝ 2 πm/qB 。 （3）质谱仪 提出问题：能否根据刚刚得到的规律，将带电量和质量不同、初速度为0的粒子分开？ 设计方案：（课本例题） 问题一：要认识原子核内部的结构，必须要用高能的粒子作为炮弹去轰击，怎样才能产生这些高能炮弹呢？ 问题二：那有没有办法让粒子加速后有回来被第二次加速？（转圈式）什么情况下能转圈？ 问题三：随着粒子速度的增大，粒子走过半圆的时间会不会越来越短，这样两盒间电势差的正负变换是否越来越快？ 问题四：粒子能获得的最大动能与什么因素有关？ 1．在带电粒子(不计重力)以一定的速度进入匀强磁场中时，中学阶段只研究两种情况 (1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动． (2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动 2．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期 (1)带电粒子做匀速圆周运动的受力特征 F洛＝F向，即qvB＝m.，所以轨迹半径r＝ (2)运动的周期：T＝＝ 已知氢核与氦核的质量之比m1∶m2＝1∶4，电荷量之比q1∶q2＝1∶2，当氢核与氦核以v1∶v2＝4∶1的速度，垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1∶r2＝________，周期之比T1∶T2＝________. 课本P102 第2题 回顾已学知识，（洛伦兹力、力和运动的关系），不能确切给出答案，陷入思考中。 观察与思考，回答老师提出的相关问题 观察图片，思考问题 分析一：半径不一样的原因是粒子的质量、速度、电荷量不一样。 分析二：带电粒子运动过程中能量降低，速度减小，所以半径越来越小。