高中物理-帶電粒子在復合場中的運動教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

教學設(shè)計環(huán)節(jié)一復習回顧引入新課1.復習回顧：（1）洛倫茲力的大小和方向如何確定？（2）洛倫茲力有什么特點？2.思考：（1）物體做勻速圓周運動的條件？（2）勻速圓周運動的特點？（3）帶電粒子平行射入勻強磁場的運動狀態(tài)，？（重力不計）（4）帶電粒子垂直射入勻強磁場中時，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系（5）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化嗎？能量呢？（6）洛倫茲力的如何變化？從上面的分析，你認為垂直于勻強磁場方向射入的帶電粒子，在勻強磁場中的運動狀態(tài)如何？請小組討論后作答。3.實驗驗證：利用洛倫茲力演示儀來驗證剛才的理論分析。a、不加磁場時觀察電子束的徑跡。b、給勵磁線圈通電，觀察電子束的徑跡。c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強度，觀察電子束徑跡的變化。d、保持磁感應(yīng)強度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化。環(huán)節(jié)二展現(xiàn)目標自主學習學生依據(jù)教學目標，自主學習。學習目標展示如下：1、理解運動電荷垂直磁感線飛入勻強磁場中做勻速圓周運動。2、會推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)。3、知道質(zhì)譜儀的工作原理4、了解回旋加速器的工作原理。將學習目標以問題的形式出現(xiàn)，可以使學生的學習具有針對性，少走彎路。培養(yǎng)學生的自主學習能力。通過合作探究，可以培養(yǎng)學生的自主學習能力和合作交流能力。環(huán)節(jié)三針對問題合作交流1.推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式和周期公式。并分析它們與哪些因素有關(guān)。2.觀察帶電粒子在汽泡室運動徑跡的照片。請分析不同帶電粒子的徑跡半徑為什么不一樣？為什么有的粒子運動徑跡呈螺旋形。3.能否從氣泡室中帶電粒子的徑跡得到啟發(fā)設(shè)計一個儀器，將比荷不同、初速度幾乎為零帶電粒子分開？4.結(jié)合課本例題，請思考什么樣的粒子打在質(zhì)譜儀顯示屏上位置是不相同的？位置的分布與粒子的什么有關(guān)？5.請認真閱讀課本“回旋加速器”部分內(nèi)容思考討論：（1）怎樣獲得高速高能量帶電粒子？（2）但技術(shù)上很難做到過高的電壓怎么辦？（3）多級加速器加速設(shè)備太長怎么辦？（4）怎樣才能讓帶電粒子運動徑跡卷起來呢？（5）被加速粒子的最終能量決定于什么？（6）如果盡量增強回旋加速器的磁場或加大D形盒半徑，我們是不是就可以使帶電粒子獲得任意高的能量嗎？（7）回旋加速器所用交變電壓的周期由什么決定？在小組合作、展示交流過程中，可以相互學習、加深理解，共同提高，并培養(yǎng)學生的合作交流能力。環(huán)節(jié)四教師解疑點撥評價針對小組展示過程中出現(xiàn)的問題及疑惑的內(nèi)容，由教師進行修正和答疑解惑。并對回旋加速器的工作原理通過課件演示進行重點講解，根據(jù)情況先由學生講解后老師再總結(jié)。講解結(jié)束后對各小組作出激勵性評價。通過這一環(huán)節(jié)，可以解決學生在探究過程中存在的疑惑，使學生對知識掌握的更好。并且，通過激勵性評價可以增強學生自信心，增加學習興趣。環(huán)節(jié)五鞏固練習反饋拓展利用課本上的“問題與練習”對進學進行當堂檢測。檢測完成后，對各小組進行評價。通過當堂檢測可以加深學生對知識的理解，鞏固學習成果。并且通過當堂檢測可以了解學生對知識的掌握情況。環(huán)節(jié)六課堂小結(jié)回歸目標讓學生總結(jié)本堂課內(nèi)容，教師最后補充并再次突出本節(jié)課的重點。通過小結(jié)，可以加深學生對本節(jié)知識的印象，并能培養(yǎng)學生的總結(jié)歸納能力和邏輯思維能力。

學案3.9帶電粒子在復合場中運動的典型應(yīng)用【應(yīng)用1．速度選擇器】速度選擇器的作用？速度選擇器的原理練習1:在兩平行金屬板間有正交的勻強電場和勻強磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時粒子的動能減少了，為了使粒子射出時動能增加，在不計重力的情況下，可采取的辦法是：（）A.增大粒子射入時的速度B.減小磁場的磁感應(yīng)強度C.增大電場的電場強度D.改變粒子的帶電性質(zhì)【應(yīng)用2．質(zhì)譜儀】思考：（1）質(zhì)譜儀的主要作用是什么？（2）質(zhì)譜儀的工作原理是什么？（3）偏轉(zhuǎn)半徑r，粒子質(zhì)量m，比荷的計算？練習2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強度為B0的勻強磁場.下列表述正確的是（

）質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小【應(yīng)用3．回旋加速器】1.回旋加速原理：⑴磁場什么作用？使粒子在D形盒內(nèi)________⑵電場什么作用？重復多次對粒子______.⑶最終速度取決于什么量？⑷交變電壓的周期有什么要求？⑸加速器內(nèi)的時間取決于什么練習3：回旋加速器的D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出。求：（1）加速器中勻強磁場B的方向和大小。（2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述能量所需回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時間(不計通過縫隙的時間）。學情分析學生已經(jīng)學習了勻速圓周運動內(nèi)容，能夠計算關(guān)于圓周運動向心力、半徑、周期等問題，在第5節(jié)，也已經(jīng)學習過運動電荷在磁場中受到的洛倫茲力的大小計算、方向判定。但學生分析問題解決問題的能力還不是很全面，本節(jié)中分析問題的思路對于學生來說是需要重點加強掌握的。效果分析教學時部分學生對這類題目產(chǎn)生畏難情緒，主要的原因有兩點:一是做圖能力差,做不出準確的軌跡圖:二是教學中節(jié)奏太快,臺階太高,學生跟不上。在教學中我始終貫穿的教學理念是：1.以學生為中心，學生是課堂的主人。2.以學生為主體，以教師為主導。3.師生合理、有效互動。在本節(jié)課的落實上，我采用了具體如下的實施。1.

針對學生基礎(chǔ)比較薄弱的實際情況，我復習洛倫茲力的大小和方向，再提出：“帶電粒子在勻強磁場中將做什么運動？讓學生先從力和運動的分析方法入手，結(jié)合課本與實驗，讓學生知道帶電粒子垂直于磁場方向的運動軌跡是個圓，并且是勻速圓周運動，然后我指明帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的條件，進而讓學生在教師的指點下能用學過的力學方法逐步的推導其運動半徑和周期。其中推導做圓周運動的半徑和周期公式時，我讓兩名推導過程比較規(guī)范的學生上黑這節(jié)課上完之后，我對學生進行了調(diào)查和自我反思。我覺得這節(jié)課的成功之處是：（1）敢于將高考重、難點的知識部分放手讓學生交流探討，而我只是巡視指導，完全由學生主導這堂課，這對我本人而言是一種突破。（2）注重小組的合作與交流板板書與講解的措施。這樣，既能鍛煉講解的學生的邏輯思維的能力和語言的表達能力，（3）注重解題的規(guī)范化，養(yǎng)成良好的解題步驟和格式。這節(jié)課也存在一些不足之處：（1）沒能調(diào)動起所有的學生積極參與，每個學習小組仍有個別學生屬于隨聲附和、裝模作樣的情況；（2）教師在巡視的過程中應(yīng)該及時給學生于自信、果敢等方面的暗示，并對認真思考、過程明了、思路清晰的學生及時的表揚不夠；”教材分析帶電粒子在磁場中的運動是人教版高中物理選修3-1第六節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)課是磁場這一章內(nèi)容的重中之重，在高考題中常以計算綜合題形式出現(xiàn)，本節(jié)教材既聯(lián)系了高一的圓周運動內(nèi)容，又承接前面帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的內(nèi)容，既是力學部分和電磁學部分舊知識的回憶復習，又是將這兩部分有機整合進行全新理論的構(gòu)建過程。學好本節(jié)內(nèi)容將增強學生的科學素質(zhì)，能為今后進一步掌握學習方法打下基礎(chǔ)。評測練習練習1:在兩平行金屬板間有正交的勻強電場和勻強磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時粒子的動能減少了，為了使粒子射出時動能增加，在不計重力的情況下，可采取的辦法是：（）A.增大粒子射入時的速度B.減小磁場的磁感應(yīng)強度C.增大電場的電場強度D.改變粒子的帶電性質(zhì)練習2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強度為B0的勻強磁場.下列表述正確的是（

）質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小練習3：回旋加速器的D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出。求：（1）加速器中勻強磁場B的方向和大小。（2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述能量所需回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時間(不計通過縫隙的時間）。課后反思優(yōu)勢本節(jié)課教學程序的設(shè)計比較合理，由淺入深，帶領(lǐng)學生逐步去推導得出結(jié)論。同時充分利用物理課件，在適當?shù)臅r候進行整合，充分體現(xiàn)了學科本位的特征，又能有效地突破重點和難點。通過分析探究帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動，推導粒子運動的軌道半徑和周期公式，再通過分層次的問題設(shè)計，理解質(zhì)譜儀可以測定帶電粒子的質(zhì)量和在現(xiàn)實中的運用。整節(jié)課按照定向——活動——結(jié)構(gòu)模式安排上課內(nèi)容不足之處1、時間安排不夠合理。前面部分的內(nèi)容花的時間過多，后面講質(zhì)譜儀時顯得太匆忙，有前緊后松的感覺。2、課堂小結(jié)不僅局限于知識點的小結(jié)，還要包含學法的小結(jié)，本人忽視了這