《洛伦兹力 第2课时》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册（新课标）】

5/5第2节洛伦兹力（第2课时）一、教学目标1.了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。2.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式及应用。二、教学重点及难点重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。三、教学用具PPT课件，相关图片资源。四、教学过程【新课引入】教师展示图片：引入新课：在汽泡室中存在匀强磁场，带电粒子沿垂直于磁场的方向射入气泡室，粒子的一段径迹如图所示，为什么有的粒子的径迹呈螺旋形呢？【新课讲授】三、带电粒子在匀强磁场中的运动教师演示：用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动教师提问：不加磁场时，观察带电粒子的运动轨迹？学生回答：不加磁场，电子束沿直线运动。教师提问：施加垂直于纸面的磁场后，观察电子束的径迹？学生回答：电子束沿圆轨迹运动。教师提问：外加一磁场，电子不垂直射入磁场，观察电子束的径迹？教师提问：保持入射电子的速度不变，增加磁感应强度，电子束径迹有什么变化？学生回答：电子束圆周运动的半径减小。教师提问：保持磁感应强度不变，增加出射电子的速度，电子束径迹有什么变化？学生回答：电子束圆周运动的半径变大。教师总结：带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，粒子做匀速直线运动；带电粒子垂直进入磁场时，粒子所受洛伦兹力总与速度方向垂直，所以洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，粒子做匀速圆周运动。教师总结提问：已知带电粒子质量为m，电荷量为q，速度大小为v，磁感应强度为B，以下列不同方式进入磁场将做什么运动？（不计重力）问题1：（1）v∥B进入磁场学生回答：带电粒子将做匀速直线运动．问题2：（2）v⊥B进入磁场学生回答：带电粒子将做匀速圆周运动问题3：（3）斜射入磁场学生回答：螺旋式匀速前进。教师提问：带电粒子以垂直磁感应强度方向的速度进入磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，其匀速圆周运动的半径r怎么求？学生回答：向心力由洛伦兹力提供，f=qvB，根据向心力公式，qv教师提问：我们发现，轨迹半径与带电粒子的质量和速度成正比，与带电粒子的电荷量和磁感应强度成反比。结合我们刚才的实验，可以看出磁感应强度和速度是如何影响半径的？学生回答：由r=mv教师提问：根据圆周运动的公式，大家推导一下带电粒子在磁场中的周期公式。学生推导：由圆周运动的周期T=2πrv，把r=教师提问：在推导过程中我们发现，带电粒子的周期跟轨迹半径和运动速度有没有关系？学生回答：带电粒子的周期跟轨迹半径和运动速度无关。教师总结：带电粒子的周期跟轨迹半径和运动速度无关，即同一带电粒子以不同的速度进入同一磁场，半径不同，但周期相同。教师活动：引导学生思考，为什么带电粒子以某一角度θ斜射入匀强磁场做螺旋形运动？教师提问：在垂直磁场方向，做什么运动？学生回答：以分速度v1教师提问：在平行磁场方向，做什么运动？学生回答：以分速度v2【例题讲解】例.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是()A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间解析：根据左手定则可知N带正电，M带负电，选项A正确；由qvB＝meq\f(v2,r)得r＝eq\f(mv,Bq)，由题知m、q、B相同，且rN＜rM，所以vM＞vN，选项B错误；由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不会对M、N做功，选项C错误；又周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(