带电粒子在匀强磁场中的运动说课

1、带电粒子在匀强磁场中的运动说课第1页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 2.重点与难点6.教学过程设计5.教法和学法分析 4.教学目标分析3.学生情况分析说课内容1.教材的地位及作用第2页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三1.教材的地位和作用 本节内容是高中物理选修3-1第三章第六节的内容，介绍带电粒子在磁场中的运动，其实是第五节洛伦兹力的应用。质谱仪和回旋加速器的介绍，是带电粒子在匀强磁场中运动的知识在现代科技中应用的实例，通过本节课的学习既可巩固前面的知识，培养学生综合运用力学知识和电学知识的能力，又体现了学以致用的精神，激发学生现身科技的热情。 第3页

2、，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三2. 重点及难点 本节采用了先试验探究，再理论分析与推导的顺序，带着试验得到的感性材料，再用学过的知识进行理论分析，从理论的高度推导出试验现象的必然性。所以理论分析带电粒子沿着与磁场方向垂直的方向进入匀强磁场必将做匀速圆周运动，并推导圆周运动的半径和周期公式是本节的重点。质谱仪和回旋加速器的原理是本节的难点。第4页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三3.学生情况分析 世界上没有完全相同的两片树叶，设计教学离不开对学生情况的精确把握。 我所教的几个班的学生物理基础相对薄弱，数学功底也有欠缺，逻辑思维能力也不强。不过，我所教几个班

3、的学生在物理课堂上思维活跃，特别对物理规律和生活实际的联系比较感兴趣，这是在教学中发挥其主体作用的前提。第5页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度和 价值观第6页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度和 价值观)通过实验知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场会做圆周运动，圆周运动的半径与磁感应强度的大小和粒子入射速度的大小有关。2)通过理论分析知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在匀强磁场中做匀速圆周运动，并能用学过的知识推导匀速圆周运动的半径和周期公式。3

4、)能够用学过的知识分析，计算有关带电粒子在匀强磁场中受力运动的问题，了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。 第7页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度和 价值观 通过推理、判断带电粒子在匀强磁场中的运动性质的过程，培养学生严密的逻辑推理、理论与实践相结合的能力。 能从洛伦兹力提供向心力开始，推导出带电粒子匀速圆周运动的半径公式和周期公式，培养学生综合应用知识的能力。第8页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度和 价值观让学生体会物理研究的最终目的是应用于实践。新科技的发展有赖于

5、物理学的发展与应用。第9页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三5.教法和学法分析说教法说学法第10页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三说教法 用情景激发兴趣。 做好演示实验，创造新奇的电学现象，使学生产生惊奇的感觉，激发他们学习自然科学的兴趣。第11页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三说教法 用问题激发学习的热情。 教学中依据试验现象和概念的特点，生成一些有梯度，能提升思维强度的问题，使学生切实做到独立思考，师生互动，同伴交流，使学生产生学习的热情。第12页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三说教法 用过程构建方法。 先实验探

6、究，再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，从理论的高度推导出实验现象的必然性，这样先实验观察再理论论证比较符合一般的认知过程，也降低了学习的难度。让学生在这一学习过程中对理论与实践相结合的研究方法有所体会，并且在学习过程中尝到成功的喜悦。第13页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三说学法 本节课我主要采用了问题学习法和讨论学习法。重视学生的学习的主动性，特别是运用讲授法时，用思考培养技能，教学的每个细节，都让学生处于矛盾和问题之中，避免学生进入被动学习状态，通过小组讨论，使学生学会合作学习，乐于探究。 第14页，共36页，2022年，5月2

7、0日，5点5分，星期三6.教学过程设计引入新课带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪回旋加速器第15页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三引入新课 好的导入可以激发学生的求知欲望，更好的完成本节课的教学。我通过视频动画，使学生带着好奇心进入新课。 第16页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三带电粒子在磁场中的运动 先介绍试验器材，用问题引导学生思考，学生先利用所学的知识做出预测。第17页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三亥姆霍兹线圈电 子 枪磁场强弱选择挡加速电压选择挡第18页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三带电粒子在磁场中的运动

8、按如下的问题进行探究： 1)不加磁场时，电子束的经迹如何？2)给励磁线圈通电，电子束在匀强磁场中的经迹又如何？3)保持电子束入射的速度不变，改变磁场的强弱，电子束的经迹如何变化？4)保持磁场的强弱不变，改变电子束的入射速度，电子束的经迹如何变化？ 第19页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三带电粒子在磁场中的运动再用洛伦兹力演示仪实验逐一验证学生的预测或猜想。第20页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三带电粒子在磁场中的运动 然后用洛伦兹力的知识和匀速圆周运动的知识对观察到的现象加以说明，并进一步推导半径和周期公式。在这个过程中，学生可以体会到成功的喜悦，有利于

9、达成课堂教学中的情感目标，同时有利于培养学生理论联系实际的科学思维方法。 第21页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 通过威尔逊云室显示的正负电子在匀强磁场中的运动径迹第22页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 通过格雷塞尔气泡室显示的带电粒子在匀强磁场中的运动径迹第23页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三带电粒子在磁场中的运动 运用实物投影展示气泡室、云室中带电粒子在匀强磁场中运动经迹的照片，提出问题。通过对问题的分析与思考，让学生用刚刚学过的知识解决实际问题，一方面强化有意记忆，另一方面培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。 第24页

10、，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 例题 一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。第25页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三2质谱仪 课本通过一个例题的形式介绍了质谱仪，应用静电力做功，动能定理和洛伦兹力的知识，学生不难得到带电粒子在匀强磁场中运动的半径的表达式。这部分教学还要着重介绍质谱仪的用途和作用，介绍测定粒子的比荷在物理学发展中的重要作用，可以用

11、质谱仪测定分析同位素，可以测定带电粒子的质量等。 第26页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三3回旋加速器 从怎样才能获得高能粒子这一问题引出粒子加速器的问题。 第27页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三3回旋加速器 首先介绍直线加速器，介绍直线加速器在技术上和实际中遇到的困难。 第28页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三怎样才能得到能量很高的粒子呢?（1）静电力做功：Ek=qu 困难：技术上不能产 生过高电压（2）多级加速器 困难：加速设备长第29页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三3回旋加速器 可利用磁场改变带电粒子的运

12、动轨迹，让粒子转圈圈似得多级加速，这就要求老师先做足够的铺垫和引导，充分调动学生思维的积极性，再让学生进行联想和设计，这就引入了回旋加速器。 第30页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三回旋加速器 第31页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 1931年，加利福尼亚大学的劳 伦斯提出了一个卓越的思想，通 过磁场的作用迫使带电粒子沿着 磁极之间做螺旋线运动,把长长 的电极像卷尺那样卷起来，发明 了回旋加速器，第一台直径为27cm的回旋 回速器投入运行，它能将质子 加速到1Mev。 1939年劳伦斯获诺贝尔 物理奖。第32页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三2回旋加速器 第33页，共36页，2022年，5月20日，5点5分，星期三回旋加速器两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方