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1、教學案例課題帶電粒子在勻強磁場中的運動教材分析本節(jié)教材的內容屬于洛倫茲力知識的應用，教科書采用了先實驗探究，再理論分析與推導的順序。帶著實驗得到的感性材料，再用學過的知識進行理論分析，從理論的高度推導出實驗現(xiàn)象的必然性，這樣先實驗觀察再理論論證比較符合一般的認知過程，也降低了學習的難度。當然，如果學生的整體水平比較高，學生需要高強度的思維訓練，也可以采用先理論分析，再實驗驗證的順序。不管采用怎樣的順序，都應該使學生既有豐富的感性材料，又有清晰的理論依據，讓學生在這一學習過程中對理論與實踐相結合的研究方法有所體會，并且在學習過程中嘗到成功的喜悅。作為帶電
2、粒子在勻強磁場中運動的知識在現(xiàn)代科學技術中廣泛應用的實例，質譜儀和回旋加速器也是本節(jié)的重要內容，可以培養(yǎng)學生的綜合運用力學知識和電學知識的能力。學情分析對一般學生而言，理解電子垂直進入勻強磁場會做勻速圓周運動是學習的難點，教學時可以讓學生分組討論，通過合作學習、教師梳理，逐一掌握。教學目標知識與技能1．理解洛倫茲力對粒子不做功2．理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度垂直時，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動3．推導半徑，周期公式并解決相關問題過程與方法通過演示實驗的觀察、分析、思考、學會歸納和總結問題的方法，培養(yǎng)學生的觀察能力、推理能力、掌握科學研究的方法
3、。情感態(tài)度與價值觀通過實驗觀察，培養(yǎng)學生積極探索，互相合作，主動參與的精神。培養(yǎng)學生熱愛科學，探究科學的價值觀重點難點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，并能用來解決有關問題。帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件對周期公式和半徑公式的定性的理解。教學手段及方法1．多媒體教學2．啟發(fā)式教學為主教具學具準備電子射線管，洛倫茲力演示儀設計思想本節(jié)課以“演示實驗提出問題觀察思考自主探索—討論交流總結歸納”為教學結構，采用“交流—互動”的探究模式教學。充分開發(fā)和利用新課程資源，創(chuàng)設貼近學生實際生活的問題情景，激發(fā)學生的學習物理的興趣和求知
4、欲望，同時體現(xiàn)物理與社會、物理與技術、物理與生活等方面的聯(lián)系。教學過程 一引入新課 復習：1當帶電粒子以速度v平行或垂直射入勻強磁場后，粒子的受力情況； 2回顧帶電粒子垂直飛入勻強電場時的運動特點，讓學生猜想帶電粒子垂直飛入勻強磁場的運動情況。 二．新課 1．運動軌跡 演示實驗利用洛倫茲力演示儀，演示電子射線管內的電子在勻強磁場中的運動軌跡，讓學生觀察存在磁場和不存在磁場時電子的徑跡?！ ‖F(xiàn)象：圓周運動。 提問：是勻速圓周運動還是非勻速圓周運動呢？ 分析：（1）首先回顧勻速圓周運動的特點：速率不變，向心力和速度垂直且始終在同一平面，向
5、心力大小不變始終指向圓心?！ 。?）帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動的受力情況是否符合上面3個特點呢？ 帶電粒子的受力為F洛=qvB，與速度垂直故洛倫茲力不做功，所以速度v不變，即可得洛倫茲力不變，且F洛與v同在垂直與磁場的平面內，故得到結論：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動 結論：1、帶電微觀粒子的質量很小，在磁場中運動受到洛倫茲力遠大于它的重力，因此可以把重力忽略不計，認為只受洛倫茲力作用?！ ?、沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供做向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小?！ ?．軌道半徑和周期
6、 ?例：一帶電粒子的質量為m，電荷量為q，速率為v，它在磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，求軌道半徑有多大？ 由得可知速度越大，r越大?！ ≈芷谀兀俊 ∮傻门c速度半徑無關。 實驗：改變速度和磁感強度觀測半徑r?！ ±?：一個質量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢差為Ｕ的加速電場，然后經過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為Ｂ的勻強磁場中，最后打到照相底片Ｄ上求： ?。ǎ保┣罅Ｗ舆M入磁場時的速率 ?。ǎ玻┣罅Ｗ釉诖艌鲋羞\動的軌道半徑 引導學生分析例題3．鞏固練習1．帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用
7、。下列表述正確的是A．洛倫茲力對帶電粒子做功B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C．洛倫茲力的大小與速度無關D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向2.一帶電質點（不計重力）在勻強磁場中做勻速圓周運動，現(xiàn)給定磁場的磁感應強度、帶電質點的質量和電量，用V表示帶電質點的運動速率，R表示其軌道半徑，則質點的運動周期（）A．與V有關，與R有關B．與V無關，與R無關C.與V有關，與R無關D.與V無關，與R有關3.有三束粒子,分別是質子（Ｐ）、氚核和α粒子，它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強磁場。在下列四個圖中，哪個圖正確地表示出這三束粒子的運動軌跡()4.一個帶電
8、粒子，沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖所示，徑跡上的每一小段都可近似看成圓
