帶電粒子在勻強磁場中的運動 說課.doc

帶電粒子在勻強磁場中的運動說課一、教學(xué)設(shè)計思路這節(jié)內(nèi)容主要是使學(xué)生清楚在勻強磁場中帶電粒子在洛倫茲力作用下運動的情況及其成因。有洛倫茲力演示儀和動畫課件的輔助，學(xué)生大體理解帶電粒子是做勻速圓周運動，軌道半徑和周期也不難明白，但更多的是讓學(xué)生了解過程、細(xì)節(jié)，如每時每刻洛倫力茲力與粒子速度都是垂直關(guān)系，這往往是解決帶是粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動綜合性問題的突破口。而這樣的綜合性題目在高考中常常見到，有時甚至以壓軸題出現(xiàn)，要很好地解決它，不是僅僅知道軌道半徑公式和周期公式就行的，分析出粒子的運動過程，找出其幾何關(guān)系，才是解決問題的首要。為了使學(xué)生注意帶電粒子在勻強磁場中運動的過程，采用課件動畫模擬，從而反復(fù)觀察直到學(xué)生清楚為止，也驗證著相關(guān)的猜想和結(jié)果。為了保持思想的流暢和活躍，在觀察動畫或視頻的同時（或之后），逐步提出有關(guān)問題，分解成多個問題，階梯式地上升，逼近結(jié)果，得出結(jié)論。二、教學(xué)目標(biāo)1知識與技能（1）了解顯示電子徑跡的方法（2）理解帶電粒子垂直射入勻強磁場時的運動性質(zhì)及相應(yīng)的軌道半徑和周期（3）了解質(zhì)譜儀2過程與方法通過觀察視頻和動畫，知道洛倫茲力提供向心力，結(jié)合勻速圓周運動的公式，得出軌道半徑和周期；利用帶電粒子垂直射入勻強磁場時做勻速圓周運動，制造出質(zhì)譜儀，是精確測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的一種重要工具。3情感、態(tài)度與價值觀通過對帶電粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動的軌道半徑和周期公式的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度。三、教學(xué)重點、難點重點：理解軌道半徑和周期。難點：帶電粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動的成因。四、實驗器材及教學(xué)媒體的選擇與使用洛倫茲力演示儀、多媒體投影系統(tǒng)。五、教學(xué)方法提問、討論、講解、觀察、練習(xí)反饋。 (一)本節(jié)課的教學(xué)方法是:引導(dǎo)探究總結(jié)以學(xué)生為主體,引導(dǎo)他們的思維,探究知識的本質(zhì),以教師為主導(dǎo),總結(jié)其中的規(guī)律,通過物理學(xué)廣博深遠(yuǎn)的知識體系,探索現(xiàn)實世界的真知.(二)本節(jié)課采用的教學(xué)手段充分利用多媒體課件的立體感,真實感,形象,生動的展現(xiàn)出微觀粒子的運動軌跡.（三）學(xué)法指導(dǎo)通過勻速圓周運動的運動特點,總結(jié)其中存在的規(guī)律,從題目表面的已知條件,推導(dǎo)出隱含的知識要點,從而求出結(jié)論.六、教學(xué)過程1引入新課上節(jié)課推導(dǎo)出帶電粒子在勻強磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么：垂直射入勻強磁場中的帶電粒子，在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運動方向。則粒子的運動徑跡是怎樣的呢？2講授新課（1）觀察洛倫茲力演示儀，然后投影出它的視頻提問：通過什么方法觀察到電子的徑跡？（電子射線使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣（或氫氣）發(fā)出光輝，顯示出電子的徑跡）你觀察到了帶電粒子的是一個怎樣徑跡？（沒有磁場時，電子的徑跡是直線；外加勻強磁場時，電子的徑跡是圓形）（2）動畫模擬仔細(xì)反復(fù)觀察帶正電的粒子在磁場中的運動動畫，逐步完成下面的問題：帶電粒子在什么條件下做圓周運動？（帶電粒子垂直射入磁場）是一種什么性質(zhì)的圓周運動？（勻速圓周運動）為什么是勻速圓周運動？（因為帶電粒子受到一個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的洛倫茲力）什么力提供了向心力？（洛倫茲力F=qvB）結(jié)合勻速圓周運動的有關(guān)公式，得出半徑與什么物理量有關(guān)？（）改變動畫中帶電粒子的速度，形象觀察，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識，同化理性推導(dǎo)的結(jié)果。帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子做了功嗎？（沒有）通過觀察左邊的動畫，你聯(lián)想到與以前哪種情景的運動相似？（萬有引力提供向心力的人造衛(wèi)星繞地球或行星繞恒星運動的情景相似）粒子運動的快慢與什么因素有關(guān)呢？（不立即回答，引出下面的周期問題）(3)觀察洛倫茲力演示儀，驗證上述思想，強化軌道半徑公式。(4)觀察不速度的電子在同一磁場中的運動動畫。提問：你觀察到了一個什么有趣的現(xiàn)象？（不同速度的電子在同一磁場中運動，軌道半徑不同，但運動一周的時間相等，即周期相同）如何解釋這個現(xiàn)象？（，與帶電粒子速度無關(guān)?。?）知識反饋與鞏固觀察運動電荷垂直于磁場動畫，由參數(shù)選擇的組合，根據(jù)學(xué)生的實際情況，可以事先或當(dāng)堂編制一些物理問題，如帶電粒子將朝哪個方向做圓周運動（左手定則的考查）？軌道半徑和周期分別是多少（鞏固軌道半徑和周期公式）？學(xué)生回答完后，可以立即從課件上得到驗證。（6）了解質(zhì)譜儀通過質(zhì)譜儀原理課件，了解質(zhì)譜儀的原理和作用。（7）小結(jié)即板書部分帶電粒子垂直射入勻強磁場中是做勻速圓周運動軌道半徑 周期 應(yīng)用：質(zhì)譜儀七、教學(xué)反思這節(jié)課使用多媒體技術(shù)，使得傳統(tǒng)很難講述的問題變得輕松，比如帶電粒子的運動徑跡，傳統(tǒng)課很難顯示，用洛倫茲力演示儀也是通過光輝效應(yīng)間接顯示，而且對于全教室的學(xué)生清晰度不高、觀察的可見度低，而應(yīng)用多媒體技術(shù)就輕松地解決了這個問題。由于有了帶電粒子在磁場中徑跡顯示過程，也就使學(xué)生了解了其過程，而不是簡單的記憶結(jié)果。有了動畫形象的襯托，使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識，有利地幫助學(xué)生理解理性推導(dǎo)的軌道半徑和周期公式等。也就說，這節(jié)課使用了動畫，突出了學(xué)生學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中運動的過程。在顯示帶電粒子的徑跡方法上，本堂課只用了水銀蒸汽的光輝效應(yīng)，沒能用動畫形式展示更多的方法，如云室法、汽泡室法，可能需要今后作進一步的研究。5、小結(jié)：一、在只受洛倫茲力作用下1、若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行（相同或相反），帶電粒子以入射速度做勻速直線運動。2、若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直與磁感線的平面內(nèi)，以入射速率做勻速圓周運動。3、若帶電粒子速度方向既不平行也不垂直磁場方向，帶電粒子做螺旋線運動。二、軌道半徑、周期公式：向心力公式：軌道半徑公式：周期公式：三、帶電