帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 說課.doc

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動說課一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路這節(jié)內(nèi)容主要是使學(xué)生清楚在勻強(qiáng)磁場中帶電粒子在洛倫茲力作用下運(yùn)動的情況及其成因。有洛倫茲力演示儀和動畫課件的輔助，學(xué)生大體理解帶電粒子是做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑和周期也不難明白，但更多的是讓學(xué)生了解過程、細(xì)節(jié)，如每時(shí)每刻洛倫力茲力與粒子速度都是垂直關(guān)系，這往往是解決帶是粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動綜合性問題的突破口。而這樣的綜合性題目在高考中常常見到，有時(shí)甚至以壓軸題出現(xiàn)，要很好地解決它，不是僅僅知道軌道半徑公式和周期公式就行的，分析出粒子的運(yùn)動過程，找出其幾何關(guān)系，才是解決問題的首要。為了使學(xué)生注意帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的過程，采用課件動畫模擬，從而反復(fù)觀察直到學(xué)生清楚為止，也驗(yàn)證著相關(guān)的猜想和結(jié)果。為了保持思想的流暢和活躍，在觀察動畫或視頻的同時(shí)（或之后），逐步提出有關(guān)問題，分解成多個(gè)問題，階梯式地上升，逼近結(jié)果，得出結(jié)論。二、教學(xué)目標(biāo)1知識與技能（1）了解顯示電子徑跡的方法（2）理解帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場時(shí)的運(yùn)動性質(zhì)及相應(yīng)的軌道半徑和周期（3）了解質(zhì)譜儀2過程與方法通過觀察視頻和動畫，知道洛倫茲力提供向心力，結(jié)合勻速圓周運(yùn)動的公式，得出軌道半徑和周期；利用帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場時(shí)做勻速圓周運(yùn)動，制造出質(zhì)譜儀，是精確測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的一種重要工具。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑和周期公式的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解軌道半徑和周期。難點(diǎn)：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動的成因。四、實(shí)驗(yàn)器材及教學(xué)媒體的選擇與使用洛倫茲力演示儀、多媒體投影系統(tǒng)。五、教學(xué)方法提問、討論、講解、觀察、練習(xí)反饋。 (一)本節(jié)課的教學(xué)方法是:引導(dǎo)探究總結(jié)以學(xué)生為主體,引導(dǎo)他們的思維,探究知識的本質(zhì),以教師為主導(dǎo),總結(jié)其中的規(guī)律,通過物理學(xué)廣博深遠(yuǎn)的知識體系,探索現(xiàn)實(shí)世界的真知.(二)本節(jié)課采用的教學(xué)手段充分利用多媒體課件的立體感,真實(shí)感,形象,生動的展現(xiàn)出微觀粒子的運(yùn)動軌跡.（三）學(xué)法指導(dǎo)通過勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動特點(diǎn),總結(jié)其中存在的規(guī)律,從題目表面的已知條件,推導(dǎo)出隱含的知識要點(diǎn),從而求出結(jié)論.六、教學(xué)過程1引入新課上節(jié)課推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么：垂直射入勻強(qiáng)磁場中的帶電粒子，在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運(yùn)動方向。則粒子的運(yùn)動徑跡是怎樣的呢？2講授新課（1）觀察洛倫茲力演示儀，然后投影出它的視頻提問：通過什么方法觀察到電子的徑跡？（電子射線使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣（或氫氣）發(fā)出光輝，顯示出電子的徑跡）你觀察到了帶電粒子的是一個(gè)怎樣徑跡？（沒有磁場時(shí)，電子的徑跡是直線；外加勻強(qiáng)磁場時(shí)，電子的徑跡是圓形）（2）動畫模擬仔細(xì)反復(fù)觀察帶正電的粒子在磁場中的運(yùn)動動畫，逐步完成下面的問題：帶電粒子在什么條件下做圓周運(yùn)動？（帶電粒子垂直射入磁場）是一種什么性質(zhì)的圓周運(yùn)動？（勻速圓周運(yùn)動）為什么是勻速圓周運(yùn)動？（因?yàn)閹щ娏Ｗ邮艿揭粋€(gè)大小不變、方向總與粒子運(yùn)動方向垂直的洛倫茲力）什么力提供了向心力？（洛倫茲力F=qvB）結(jié)合勻速圓周運(yùn)動的有關(guān)公式，得出半徑與什么物理量有關(guān)？（）改變動畫中帶電粒子的速度，形象觀察，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識，同化理性推導(dǎo)的結(jié)果。帶電粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)，洛倫茲力對帶電粒子做了功嗎？（沒有）通過觀察左邊的動畫，你聯(lián)想到與以前哪種情景的運(yùn)動相似？（萬有引力提供向心力的人造衛(wèi)星繞地球或行星繞恒星運(yùn)動的情景相似）粒子運(yùn)動的快慢與什么因素有關(guān)呢？（不立即回答，引出下面的周期問題）(3)觀察洛倫茲力演示儀，驗(yàn)證上述思想，強(qiáng)化軌道半徑公式。(4)觀察不速度的電子在同一磁場中的運(yùn)動動畫。提問：你觀察到了一個(gè)什么有趣的現(xiàn)象？（不同速度的電子在同一磁場中運(yùn)動，軌道半徑不同，但運(yùn)動一周的時(shí)間相等，即周期相同）如何解釋這個(gè)現(xiàn)象？（，與帶電粒子速度無關(guān)！）（5）知識反饋與鞏固觀察運(yùn)動電荷垂直于磁場動畫，由參數(shù)選擇的組合，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，可以事先或當(dāng)堂編制一些物理問題，如帶電粒子將朝哪個(gè)方向做圓周運(yùn)動（左手定則的考查）？軌道半徑和周期分別是多少（鞏固軌道半徑和周期公式）？學(xué)生回答完后，可以立即從課件上得到驗(yàn)證。（6）了解質(zhì)譜儀通過質(zhì)譜儀原理課件，了解質(zhì)譜儀的原理和作用。（7）小結(jié)即板書部分帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中是做勻速圓周運(yùn)動軌道半徑 周期 應(yīng)用：質(zhì)譜儀七、教學(xué)反思這節(jié)課使用多媒體技術(shù)，使得傳統(tǒng)很難講述的問題變得輕松，比如帶電粒子的運(yùn)動徑跡，傳統(tǒng)課很難顯示，用洛倫茲力演示儀也是通過光輝效應(yīng)間接顯示，而且對于全教室的學(xué)生清晰度不高、觀察的可見度低，而應(yīng)用多媒體技術(shù)就輕松地解決了這個(gè)問題。由于有了帶電粒子在磁場中徑跡顯示過程，也就使學(xué)生了解了其過程，而不是簡單的記憶結(jié)果。有了動畫形象的襯托，使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識，有利地幫助學(xué)生理解理性推導(dǎo)的軌道半徑和周期公式等。也就說，這節(jié)課使用了動畫，突出了學(xué)生學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的過程。在顯示帶電粒子的徑跡方法上，本堂課只用了水銀蒸汽的光輝效應(yīng)，沒能用動畫形式展示更多的方法，如云室法、汽泡室法，可能需要今后作進(jìn)一步的研究。5、小結(jié)：一、在只受洛倫茲力作用下1、若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行（相同或相反），帶電粒子以入射速度做勻速直線運(yùn)動。2、若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子在垂直與磁感線的平面內(nèi)，以入射速率做勻速圓周運(yùn)動。3、若帶電粒子速度方向既不平行也不垂直磁場方向，帶電粒子做螺旋線運(yùn)動。二、軌道半徑、周期公式：向心力公式：軌道半徑公式：周期公式：三、帶電