1、【课题】带电粒子在匀强磁场中运动【教材】人民教育出版社物理选修31第三章第6节【课型】新授课【课时】1课时【教材分析】1、内容分析本节教材的内容属于洛伦兹力知识的应用，教材采用了实验探究、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，比较符合学生的认知过程。同时质谱仪和回旋加速器采用探究式教学，层层深入，让学生更容易理解和接受，让学生在学习过程中体会理论和实践相结合的方法，在学习中体会成功的喜悦。2、教材的地位和作用本节课是高中物理的重点内容,也是历年高考常考的部分，在高科技及探索未知世界方面也有着极其广泛的应用，可以培养学生的综合运用力学和电磁学知识的能力。3、新
2、旧教材的对比旧教材直接从理论入手，得出带电粒子在磁场中的圆周运动规律，而新教材从演示实验或者视频资料入手，使学生更能体会到带电粒子在匀强磁场中的运动规律。【学生学情分析】1、学生已经具备的知识准备有：带电粒子在磁场中可能受到洛伦兹力和运动学的基本知识。2、学生的障碍：带电粒子在磁场中的运动比较抽象，要求学生有较强的空间思维能力和处理力与运动关系的能力。 【教学目标】（一）知识目标：1、理解洛伦兹力对粒子不做功。【重点难点】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式【教学难点】质谱仪和质谱仪工作原理的理解和应用【教法学法】：应用实验教学、多媒体展示等教学手段。注重探究性、主导性、交互性。
3、1.教学方法：以启发式教学为指导思想。采用提出问题实例探究理论推证总结规律初步应用教学思路。注重问题引导、讲练结合。2.学习方法：结合本节课的实际情况，让学生经历科学探究过程，自主学习、合作探究相结合。培养学生的科学态度、探索精神及合作意识。【教学准备】洛伦兹力演示仪、多媒体教学设备等。【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入新课教学（合作学习,探究新知）理论推导模型讲解模型讲解课堂小结巩固练习作业布置上节课我们学习了磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力，知道了洛伦兹力的特点，在这样一个力的作用下带电粒子会做什么样的运动？我们今天就一起来研究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。问题一：不加磁
4、场时电子的轨迹会怎样？问题二：给励磁线圈通电，当磁场与电子速度共线时电子的轨迹会怎样？问题三：给励磁线圈通电，当磁场与电子速度垂直时电子的轨迹会怎样？问题四：控制变量法，分别改变电子枪的加速电压、励磁线圈的电流，电子的轨迹会怎样变化？（2）气泡室照片（课本插图）运用实物投影仪展示带电粒子在匀强磁场中运动径迹的照片，问题一：不同粒子的半径为什么不一样？问题二：同一径迹上为什么曲率半径越来越小？半径：由qvBm得：r mv/qB 。周期：由T得：T 2 m/qB 。（3）质谱仪提出问题：能否根据刚刚得到的规律，将带电量和质量不同、初速度为0的粒子分开？设计方案：（课本例题）问题一：要认识原子核内部
5、的结构，必须要用高能的粒子作为炮弹去轰击，怎样才能产生这些高能炮弹呢？问题二：那有没有办法让粒子加速后有回来被第二次加速？（转圈式）什么情况下能转圈？问题三：随着粒子速度的增大，粒子走过半圆的时间会不会越来越短，这样两盒间电势差的正负变换是否越来越快？问题四：粒子能获得的最大动能与什么因素有关？1在带电粒子(不计重力)以一定的速度进入匀强磁场中时，中学阶段只研究两种情况(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动(2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动2带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
6、和周期(1)带电粒子做匀速圆周运动的受力特征F洛F向，即qvBm，所以轨迹半径r.(2)运动的周期：T已知氢核与氦核的质量之比m1m214，电荷量之比q1q212，当氢核与氦核以v1v241的速度，垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比r1r2_，周期之比T1T2_.课本P102 第2题回顾已学知识，（洛伦兹力、力和运动的关系），不能确切给出答案，陷入思考中。观察与思考，回答老师提出的相关问题观察图片，思考问题分析一：半径不一样的原因是粒子的质量、速度、电荷量不一样。分析二：带电粒子运动过程中能量降低，速度减小，所以半径越来越小。思考与讨论1、粒子要动起来加速2、让
7、粒子在磁场中运动，不同粒子轨迹不同，即可将粒子分开分析、计算、论证。利用电场对粒子加速多级加速（但需要很长的装置）粒子在磁场中运动T 2 m/qB周期不变学生在老师引导下总结规律学生独立训练学生课后完成提出问题，激发学生的好奇心和求知欲，使学生的注意力快速集中到本节课研究的问题中来。一系列问题的提出，由浅入深，引导学生利用已学知识对实验现象做出预测，通过实验来验证自己的预测。在这个过程中，学生可以体会到成功的喜悦，有利于达到课堂教学的情感目标，同时有利于培养学生理论联系实际的科学思维方法。运用刚刚从演示实验中得到的有关知识解决实际问题，培养学生解决实际问题的能力。提出问题，由学生去设计、处理，
8、进而得到质谱仪的工作原理，让学生体会到科学探究的快乐培养学生处理问题的能力让学生回顾以前知识引导学生设计多级加速与回旋加速对学生来说比较难，教师要引导，再让学生联想、设计，使学生认识到科学发现的艰辛与快乐。让学生自主推导学以致用，提高学习效率让学生课后有适量的学习任务，并巩固所学知识【教学反思】1、 这节课使用多媒体技术，使得传统很难讲述的问题变得轻松，比如带电粒子的运动径迹，传统课很难显示，用洛伦兹力演示仪、应用多媒体技术就轻松地解决了这个问题。由于有了带电粒子在磁场中径迹显示过程，也就使学生了解了其过程，而不是简单的记忆结果，有了动画形象的衬托，使学生获得感性的认识，有利地帮助学生理解理性
9、推导的轨道半径和周期公式等。也就说，这节课使用了动画，突出了学生学习带电粒子在磁场中运动的过程。2、 本节教材内容是高考的热点之一，不仅要求学生有较强的力和运动的关系的分析能力，还要求学生有一定的平面几何知识，在教学中要多给学生思考的时间，同时还应该再增加一节习题课。总之，学无止境，教无定法，教学相长，在教学实践中不断进行探索，会有更好的教法和学法，会有更多的。【板书设计】 第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动一、运动轨迹：匀速圆周运动二、运动规律：洛伦兹力提供向心力，即：qvBm运动半径：r. 运动周期：T三、质谱仪：1、粒子加速：qumv2 2、圆周运动：qvBmr3、粒子运动半径：r 四、回旋加速器：1、原理： 2、条件：3、带电粒子获得的动能：Ekm 五、作业：P102 第2题
