2022年山東省郯城第三中學(xué)高中物理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版-

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載山東省郯城第三中學(xué)高中物理（人教版選修3-1 ）教學(xué)設(shè)計(jì)： 36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)一.教材分析本節(jié)課的內(nèi)容為高考的熱點(diǎn)之一,不僅要求同學(xué)有很強(qiáng)的分析力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的才能,仍要求同學(xué)有肯定的平面幾何的學(xué)問,在教學(xué)中要多給同學(xué)摸索的時(shí)間二.教學(xué)目標(biāo)（一）學(xué)問與技能1.懂得洛倫茲力對(duì)粒子不做功；2.懂得帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí),粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3.會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.周期公式,知道它們與哪些因素有關(guān)；4.明白回旋加速器的工作原理；（二）過程與方法通過帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力 分析

2、,敏捷解決有關(guān)磁場的問題；（三）情感.態(tài)度與價(jià)值觀通過本節(jié)學(xué)問的學(xué)習(xí),充分明白科技的龐大威力,體會(huì)科技的創(chuàng)新與應(yīng)用歷程；三.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力分析及運(yùn)動(dòng)徑跡教學(xué)難點(diǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力分析及運(yùn)動(dòng)徑跡四.學(xué)情分析本節(jié)教材的內(nèi)容屬于洛侖茲力學(xué)問的應(yīng)用,采納先試驗(yàn)探究,再理論分析與推導(dǎo)的方法；先試驗(yàn)觀看再理論論證比較符合一般同學(xué)的認(rèn)知過程,也可降低學(xué)習(xí)的難度；五.教學(xué)方法試驗(yàn)觀看法.敘述法.分析推理法六.課前預(yù)備1.同學(xué)的預(yù)備：仔細(xì)預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載2.老師的預(yù)備：洛倫茲力演示儀.電源.多媒體課件制作,課

3、前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延長拓展學(xué)案七.課時(shí)支配：1 課時(shí)八.教學(xué)過程（一）預(yù)習(xí)檢查.總結(jié)疑問（二）情形引入.展現(xiàn)目標(biāo) 提問：（ 1）什么為洛倫茲力？（2）帶電粒子在磁場中為否肯定受洛倫茲力？（3）帶電粒子垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢？（三）合作探究.精講點(diǎn)播老師演示,同學(xué)觀看試驗(yàn),驗(yàn)證自己的猜測為否正確；試驗(yàn)現(xiàn)象： 在暗室中可以清晰地看到,在沒有磁場作用時(shí),電子的徑跡為直線；在管外加上勻強(qiáng)磁場 （這個(gè)磁場為由兩個(gè)平行的通電環(huán)形線圈產(chǎn)生的）,電子的徑跡變彎曲成圓形；磁場越強(qiáng),徑跡的半徑越??；電子的出射速度越大,徑跡的半徑越大；引導(dǎo)同學(xué)分析： 當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂

4、直時(shí),電子受到垂直于速度方向的洛倫茲力的作用,洛倫茲力只能轉(zhuǎn)變速度的方向,不能轉(zhuǎn)變速度的大?。灰虼? 洛倫茲力對(duì)粒子不做功,不能轉(zhuǎn)變粒子的能量；洛倫茲力對(duì)帶電粒子的作用正好起到了向心力的作用；所以,當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時(shí),粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)；摸索與爭論：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑r 和精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載周期 t 為多大呢？出示投影片,引導(dǎo)同學(xué)推導(dǎo)：一帶電量為q,質(zhì)量為 m ,速度為 v 的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,其半徑 r 和周期 t 為多大？如下列圖；v 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資

5、料 - - - 歡迎下載粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力f=mr為由粒子所受的洛倫茲力供應(yīng)的,所以精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v2qvb=mr由此得出r = mvqb周期 t= 2 r代入式得t= 2 mvqb由式可知,粒子速度越大,軌跡半徑越大；磁場越強(qiáng),軌跡半徑越小,這與演示試驗(yàn)觀看的結(jié)果為一樣的；由式可知,粒子運(yùn)動(dòng)的周期與粒子的速度大小無關(guān)；磁場越強(qiáng),周期越短；介紹帶電粒子在汽泡室運(yùn)動(dòng)的徑跡照片,讓同學(xué)明白物理學(xué)中爭論帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方法；老師引導(dǎo)同學(xué)對(duì)結(jié)果進(jìn)行爭論,讓同學(xué)明白有關(guān)質(zhì)譜儀的學(xué)問；讓同學(xué)明白質(zhì)譜儀在科精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下

6、載學(xué)爭論中的作用；2.回旋加速器引導(dǎo)同學(xué)閱讀教材有關(guān)內(nèi)容,明白各種加速器的進(jìn)展歷程,體會(huì)回旋加速器的優(yōu)越性；課件演示,回旋加速器的工作原理,依據(jù)情形先由同學(xué)講解后老師再總結(jié)；在講解回旋加速器工作原理時(shí)應(yīng)使同學(xué)明白下面兩個(gè)問題：（ 1）在狹縫a a與 aa之 間,有方向不斷做周期變化的電場,其作用為當(dāng)粒子經(jīng)過狹縫時(shí),電源恰好供應(yīng)正向電壓,使粒子在電場中加速；狹縫的兩側(cè)為勻強(qiáng)磁場,其作用為當(dāng)被加速后的粒子射入磁場后,做圓運(yùn)動(dòng),經(jīng)半個(gè)圓周又回到狹縫處,使之射入電場再次 加速；（ 2）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與速率成正比,隨著每次加速,半徑不斷增大, 而粒子運(yùn)動(dòng)的周期與半徑.速率無關(guān),所以每隔相相

7、同的時(shí)間（半個(gè)周期）回到狹縫處,只要電源以相同的周期變化其方向,就可使粒子每到狹縫處剛好得到正向電壓而加速；當(dāng)堂練習(xí)【例 1】一個(gè)負(fù)離子,質(zhì)量為 m,電量大小為 q,以速率 v 垂直于屏 s 經(jīng)過小孔 o射入存在著勻強(qiáng)磁場的真空室中, 如下列圖； 磁感應(yīng)強(qiáng)度 b的方向與離子的運(yùn)動(dòng)方向垂直, 并垂直于圖中紙面對(duì)里；（ 1）求離子進(jìn)入磁場后到達(dá)屏s上時(shí)的位置與o點(diǎn)的距離；（ 2）假如離子進(jìn)入磁場后經(jīng)過時(shí)間t 到達(dá)位置p,證明：直線op與離子入射方向之間精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載的夾角 跟 t 的關(guān)系為qb t ；2m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載【例 2】如下列

8、圖,半徑為r 的圓形空間內(nèi),存在著垂直于紙面對(duì) 里的勻強(qiáng)磁場,一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力） ,從 a 點(diǎn)以速度v0 垂直磁場方向射入磁場中,并從b 點(diǎn)射出, aob=120°,就該帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 a 2r /3 v0b 23 r/ 3v0c r /3 v0d3 r/ 3v0【例 3】電子自靜止開頭經(jīng)m.n 板間（兩板間的精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載電壓為 u）的電場加速后從a 點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d 的勻強(qiáng)磁場中,電子離開磁場時(shí)的位置p 偏離入射方向的距離為l,如下列圖；求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；（已知電子的質(zhì)量為 m,電量為e）（四）反思總結(jié).當(dāng)堂檢測見學(xué)案（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案.布置作業(yè)完成 p108“問題與練習(xí)”第1.2. 5 題；書面完成第3.4 題；九.板書設(shè)計(jì)1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時(shí),粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；軌道半徑r = mvqb周期t= 2 mqb2.回旋加速器十.教學(xué)反思本節(jié)課的重點(diǎn)為在讓同學(xué)