高中物理-带电粒子在组合场中的运动教学设计学情分析教材分析课后反思

《带电粒子在组合场中的运动》教学设计一、教学内容

本专题是是历年高考的重点内容。本专题综合性强，理论分析要求高；带电粒子的偏转则侧重于电场的力的性质，通过类比恒力作用下的曲线运动（平抛运动），理论上探究带电粒子在电场中偏转的规律。此外专题既包含了电场和磁场的基本性质，又要运用直线和曲线运动的规律，还涉及到能量的转化和守恒，有关类比和建模等科学方法的应用也比较典型。此外，带电粒子在组合场中的运动在技术上被广泛应用，这能较好的体现物理与社会，生活的联系。二、三维目标：

（1）知识和技能

1．知道什么是组合场，以及组合场的特点。

2．掌握带电粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。

3．了解带电粒子在组合场中运动的一些典型应用。

（2）过程与方法

带电粒子在组合场中的运动问题的分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛仑兹力。因此，带电粒子在复合场中的运动问题除了利用力学两把“金钥匙”（即动力学观点、能量观点）来分析外，还要注意电场力和洛仑兹力的特性。

（3）情感与态度

让学生利用所学知识去解决实际当中的问题，体会物理规律在自然界中的普遍性，能用所学的知识解释自然界中一些物理现象的原理。

教学重点：粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。

教学难点：三种场组合时粒子运动问题的求解。

教学方法:引导探究、讨论、练习、总结

教学手段：多媒体教学

三、教学过程：（一）自主学习（复习并完成填空加深理解）【2015高考导航】热点视角：带电粒子在复合场中的运动问题和临界问题是考查的重点，并关注在生产科技中的应用.备考对策：对于带电粒子在复合场中的运动问题，要善于联系力学中的运动模型(类平抛运动和匀速圆周运动)，从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析，综合运用动力学方法和功能关系加以解决．【课前预习】（14海南）如图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xoy平面平行，且与x轴成450夹角。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力。（1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；（2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值。总结提升：【课堂目标】1.在认真审题并准确翻译条件的基础上，能大致画出带电粒子在场中的运动轨迹2.会根据粒子大致的运动轨迹，独立对粒子从受力情况、运动规律、能量转化等角度分析【课堂互动区】【例1】（13山东）如图所示，在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xoy面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一质量为、带电量为的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。（1）求粒子过Q点时速度的大小和方向。（2）若磁感应强度的大小为一定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0；（3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该时间。【变式训练】如图所示的直角坐标xOy平面内有间距为d，长度为eq\f(2\r(3),3)d的平行正对金属板M、N，M位于x轴上，OP为过坐标原点O和极板N右边缘的直线，与y轴的夹角θ＝eq\f(π,3)，OP与y轴之间及y轴右侧空间中分别存在磁感应强度大小相等方向相反且均垂直于坐标平面的匀强磁场．质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板左侧边缘以速度v0沿极板方向射入，恰好从N板的右侧边缘A点射出进入磁场．粒子第一次通过y轴时，速度与y轴负方向的夹角为eq\f(π,6).不计粒子重力，求：(1)极板M、N间的电压；(2)匀强磁场磁感应强度的大小；(3)粒子第二次通过y轴时的纵坐标值；(4)粒子从进入板间到第二次通过y轴时经历的时间．【例2】（14全国）如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d，0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求：⑴电场强度大小与磁感应强度大小的比值；⑵该粒子在电场中运动的时间。【课后练习】如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内存在有场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场，第二象限内存在有方向垂直纸面向外的匀强磁场．荧光屏PQ垂直于x轴放置且距y轴的距离为L.一质量为m、带电荷量为＋q的粒子(不计重力)自坐标为(－L,0)的A点以大小为v0、方向沿y轴正方向的速度进入磁场，粒子恰好能够到达原点O而不进入电场．现若使该带电粒子仍从A点进入磁场，但初速度大小为2eq\r(2)v0、方向与x轴正方向成45°角，求：(1)带电粒子到达y轴时速度方向与y轴正方向之间的夹角；(2)粒子最终打在荧光屏PQ上的位置坐标．【课堂小结】限时作业(40分钟)1.如图所示，在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场，场强的大小E＝1.5×105V/m；在矩形区域MNGF内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.2T．已知CD＝MN＝FG＝0.60m，CM＝MF＝0.20m．在CD边中点O处有一放射源，沿纸面向电场中各方向均匀辐射出速率均为v0＝1.0×106m/s的某种带正电粒子，粒子质量m＝6.4×10－27kg，电荷量q＝3.2×10－19C，粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场，不计粒子的重力．求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)边界FG上有粒子射出磁场的范围长度；(3)粒子在磁场中运动的最长时间．(后两问结果保留两位有效数字)（选做）2．如左图所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷eq\f(q,m)＝1×106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过eq\f(π,15)×10－5s后，电荷以v0＝1.5×104m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按右图所示规律周期性变化(右图中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t＝0时刻)．计算结果可用π表示．(1)求O点与直线MN之间的电势差；(2)求图b中t＝eq\f(2π,3)×10－5s时刻电荷与O点的水平距离；(3)如果在O点右方d＝67.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．带电粒子在组合场中的运动学情分析青岛市城阳第一高级中学孙仁生本部分内容是高考考试大纲中的二级考点。对于高三的学生来说，有较好的知识基础，运用力学知识分析带电粒子在电场中和磁场中的运动情况，探究带电粒子的加速和偏转的规律，只要做好引导，学生自己是能够完成的，而且可以提高学生综合分析问题的能力。《带电粒子在组合场中的运动》效果分析青岛市城阳第一高级中学孙仁生通过本节课我们基本上按照教学设计的内容完成了预定的目标，本班学生在高二新课学习阶段，掌握的不够熟练，基础上存在知识漏洞。现在我把教学课堂进行一下剖析。（一）通过“重点知识梳理”环节，把“带电粒子(或带电体)在电场中的直线运动”和“带电粒子在电场中的偏转”重新进行了复习。学生通过这部分的复习，对基础知识有了新的认识，大部分能够理解应用。（二）通过“【例一】带电粒子在电场中的偏转”环节，通过类比的方法学生加深了对偏转的理解。学生能够区分偏转中各个环节的要求及变化。从而为下一步的复习打下坚实的基础。（三）通过“【例二】带电粒子在不规则磁场中的直线运动”环节，学生加深了对圆周运动的理解。学生能够通过自己的分析，确定出物体的运动情况，从而求出相关的物理量。（四）在教学中我们应该充分认识到，课标中对数学能力的要求，学生还有待加强，应用数学解决物理问题还有待提高。带电粒子在组合场中的运动教材分析青岛市城阳第一高级中学孙仁生《带电粒子在组合场中的运动》是选修3-1第三章磁场中的内容，也是本章的重点内容。在前面复习静电场和磁场性质的基础上，本节复习课处理带电粒子在组合场中运动的问题。本节内容主要培养学生综合应用力学知识和电学知识的能力。通过对本节知识的复习，学生能够把电场与磁场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机地结合起来，加深对力、电、磁知识的理解，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力，同时也为以后复习带电粒子在复合场中的运动打下基础。本部分内容是高考考试大纲中的二级考点。带电粒子在组合场中的运动是高考命题人出题的重点内容，包括电场力和洛伦兹力做功的特点，带电粒子在电场中的运动，其中包括加速和偏转两种情况，在磁场中的运动为匀速圆周运动．这部分的考查在考卷中主要以选择题和计算题的形式出现，以考查力电综合的题目为主。本专题在历年的高考中占有很大的比例，尤其是在力电综合试题中巧妙地把电场、磁场和牛顿定律、动能定理和动量定理等知识有机地结合在一起，除此之外，电磁场问题与生产技术、生活实际、科学研究等知识联系也很多，这些都是命题的新动向．带电粒子在组合场中的运动观看记录青岛市城阳第一高级中学孙仁生实施情况：1、采用小组合作探究，学生自主学习的方式，让学生体验参与的过程和参与的意义，调动学生学习的积极性。2、学生自我展示，提高学生对问题的认识，提高学生的自信心。3、教学过程完整，过渡自然内容充实。4、教师对学生自主学习的指导与要求很细致、到位。5、面向全体学生，充分考虑个体差异，把学生总体发展目标与学生个体发展目标统一起来，促进学生全面发展。问题与改进建议对于学生的回答，建议再进一步深化，引导学生更好的树立公民意识。《带电粒子在组合场中的运动》测评练习1.如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则：粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（）v0MNBA、d随v0增大而增大，v0MNBB、d随v0增大而增大，d随U增大而增大C、d随U增大而增大，d与v0无关D、d随v0增大而增大，d随U增大而减小2.如图所示，在y>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y<0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外．一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向，然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=–2h处的P3点．不计粒子的重力，求（1）电场强度的大小；（2）粒子到达P2时速度的大小和方向；（3）磁感应强度的大小．课后反思青岛市城阳第一高级中学孙仁生带电粒子在组合场中的运动形式多样，处理问题的方法、规律很多，考虑所带班级的学生的实际情况，我在这个阶段的教学中，分两个专题(带电粒子(或带电体)在电场中的运动和带电粒子在磁场中的偏转)为学生理清思路，加深对力、电知识的理解，培养学生解决问题的能力。通过对基础知识的复习巩固，加深理解。本节把运动规律及其应用确定为重点。本节要综合运用力学、电学知识并结合能量分析处理问题，学生在这些方面是薄弱环节，故将研究方法及规律的应用确定为难点。本节以学生为主体，探索研究，类比讨论，归纳总结出本节运动规律，目的在于使学生成为学习的主人，教给他们方法。

一、教学内容带电粒子在组合场中的运动是电磁学知识和力学知识的综合问题，是高中阶段物理教学的重点和难点知识。当遇到复杂的粒子运动情况时，学生往往会出现不知道从哪里入手的情况，更谈不上选用合适的物理规律。基于这点认识，我通过本节课让学生体会到此类问题的基本解决思路：首先要弄清是怎样的组合合场；其次要正确地对带电粒子进行受力分析；接着要准确地判断带电粒子的运动形式。只有在判断粒子的运动形式后，才能结合受力特点，应用物理规律分析问题，列出方程，联立求解。

所以本节课开头，我通过复习学生的原有知识，将带电粒子在组合场中的复杂运动回归到学生常见的运动形式，即：匀变速直线运动，匀速圆周运动，并掌握带电粒子在组合场中的受力情况，能根据受力准确地分析判断带电粒子的运动状态。在学生充分的讨论与思考中，提高学生的空间想想象能力，加强学生对物理过程的综合分析能力。在知识的复习，例题的选择上，都紧紧围绕着这一中心，逐步深入，逐步展开。在板书设计上也充分的体现了力与运动决定了粒子的运动状态，让学生能够在板书中体会解决此类问题的着眼点与入手处。

二、学生现状

学生在学习过程中，上课一听就懂，课后自己一做就错，并且不知如何下手。我觉得造成这种现状的原因，一方面是由于学生有懒惰的思想，不愿意独立思考；而另一方面，是教师在教学过程中不注意培养学生的独立思考能力造成的。为解决这样的现状，我在本节课的具体做法是：

1.与学生共同完成对知识网络的构建

在知识梳理方面的设计是，总体知识网络的构建，让学生和我共同完成，这样做不仅锻炼了学生的能力，而且使学生记忆深刻。例如在知识梳理的过程中，把力与运动的知识内容有机的结合进来，让学生能够及时地回顾起旧知识。我还针对学生带电粒子是否考虑重力有时把握不清的问题，让学生归纳的：1．基本粒子，如电子、质子、离子等到一般不考虑重力，除有说明或暗示之外；2．带电颗粒，如液滴，油滴，尘埃，小球等，除有说明或明确暗示以外，一般都要考虑重力。

2.给学生足够的时间思考和讨论，增强学生分析解决问题的能力

我在教法方面的做法是，在习题讲解时，让学生有充分的时间去读题、审题、思考如何解题，使他们大胆地想象、充分的提问、广泛的交流。在教学活动中我主动将自己的角色进行转变，从一个知识的传授者，转变为与学生一起发现问题、探讨问题、解决问题的组织者、引导者、合作者。对于习题，我采取讲练结合的方式，讲的过程，重点放在让学生学会思考；练的过程，重点放在提高学生提取信息、整合信息、利用信息的能力，把具体的数据演算放在了次要的位置。最后让学生知道：物理所侧重和需要解决的是中间的这个推理和逻辑思维的过程，求解其实只是思维到位后的一个简单计算而已。

三、教学互动

在课堂教学中，教学互动能够充分调动学生学习的积极性，并且能够让学生在相互探讨的过程中发现他人的问题，看到自己的缺失，产生思想的碰撞，对于提高学生的逻辑思维能力以及严谨性有着不可忽