粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動說課

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動說課稿高二物理組 全體成員尊敬的各位評委、老師，大家好!今天我說課的題目是“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動”。對于本節(jié)課我分說教材、說教法、說學(xué)法、說教學(xué)程序四大部分進(jìn)行說課。一說教材：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動是人教版高中物理選修3-1第三章磁場一章最后一節(jié)的內(nèi)容。磁場一章主要講述磁場以及磁場與帶電物體之間的力學(xué)聯(lián)系，是高二電磁部分的重點(diǎn)章節(jié)之一，而本節(jié)課又是此章的重中之重，在歷屆高考命題尤其是綜合計算題部分屢次出現(xiàn)，是本章教學(xué)不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。本節(jié)課的理論基礎(chǔ)是力學(xué)部分曲線運(yùn)動知識，尤其是勻速圓周運(yùn)動和向心力相關(guān)內(nèi)容以及前一節(jié)洛侖茲力概念和特點(diǎn)等內(nèi)容。因此本節(jié)課既是

2、力學(xué)部分和電磁學(xué)部分舊知識的回憶復(fù)習(xí)，又是將這兩部分有機(jī)整合進(jìn)行全新理論的構(gòu)建過程。通過本節(jié)學(xué)習(xí)，學(xué)生一方面加強(qiáng)了洛侖茲力作用特點(diǎn)的認(rèn)識以及勻速圓周運(yùn)動向心力概念的把握，另一方面將兩者結(jié)合最終得出帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律，學(xué)生能夠充分體會到物理知識的聯(lián)系性和規(guī)律性，這不光有助于他們學(xué)會知識，而且使他們會學(xué)知識。按照新課標(biāo)的要求，這節(jié)課不單是為了使學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)論和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的特點(diǎn)及規(guī)律，更重要的是使學(xué)生知道結(jié)論和規(guī)律是如何得出的。另外，根據(jù)現(xiàn)代教育理念，在教學(xué)過程中要注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、綜合運(yùn)用能力等，同時要用科學(xué)的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，。為此我確定如下教

3、學(xué)目標(biāo): 1.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。 2、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：理解軌

4、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。下面我側(cè)重來談一下本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn): 對帶電粒子在勻強(qiáng)磁場作何種運(yùn)動的判斷，以及此運(yùn)動產(chǎn)生原因的理解是本節(jié)課的一個重點(diǎn)，由于學(xué)生對勻速圓周運(yùn)動與向心力認(rèn)識的生疏遺忘以及缺乏左手定則與空間想象能力相結(jié)合的應(yīng)用，所以這又成為本節(jié)課的一個難點(diǎn)。本節(jié)課的另一重點(diǎn)是半徑公式和周期公式的應(yīng)用。其關(guān)鍵是確定帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動的圓心位置、半徑大小從而畫出微觀粒子的運(yùn)動軌跡。本節(jié)課的另一難點(diǎn)是半徑公式與周期公式和粒子能量結(jié)合的應(yīng)用。因?yàn)槟芰筷P(guān)系本身就是使學(xué)生感到繁復(fù)的知識點(diǎn)，再與本節(jié)課的新知識相結(jié)合，更加成為學(xué)生難以掌握的一道坎

5、。二說教法  根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)以及學(xué)生的實(shí)際水平，本節(jié)課我所采用的教法是從研究帶電粒子在電場中運(yùn)動情況與磁場中運(yùn)動情況對比入手，采用情景教學(xué)與發(fā)現(xiàn)法相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生自己一步步得出帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡情況，并輔以直觀演示法與分析歸納法等綜合教學(xué)方法，使學(xué)生建立猜想-觀察-分析-推理-歸納-應(yīng)用這一學(xué)習(xí)流程。 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)，如每時每刻洛倫茲力與粒子速度都是垂直關(guān)系，這往往是解決帶電粒

6、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。三說學(xué)法：本節(jié)課的學(xué)法是:通過學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生疑問，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行探究從而得出帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律。對于帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑公式、周期公式，結(jié)合以前所學(xué)的知識，以合作探究的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣可以使學(xué)生主動積極地參與到學(xué)習(xí)中來，充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在探究的過程中體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)成功的喜悅。四說教學(xué)程序設(shè)計對于本節(jié)課我分以下五個環(huán)節(jié)進(jìn)

7、行教學(xué)： 新課開始，首先復(fù)習(xí)提問洛倫茲力的大小和方向如何確定，接下來我用多媒體分別打出帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場和垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場兩種情景，并使學(xué)生比較兩者的運(yùn)動情況。對于第一種情況大多數(shù)學(xué)生能很快從舊知識中得出粒子做類似于平拋運(yùn)動，而對于第二種情況，學(xué)生的回答可能不一。教師在此不管學(xué)生回答正確與否都應(yīng)馬上追問: 為什么?引導(dǎo)學(xué)生思考，并最終推翻原來學(xué)生錯誤結(jié)論。但留下疑問，第二種粒子究竟應(yīng)該如何運(yùn)動? 由于此時的學(xué)生抽象思維能力還不是很強(qiáng)，要想抽象出粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動軌跡有很大困難，而學(xué)生對實(shí)驗(yàn)卻表現(xiàn)出濃厚的興趣，所以接下來我安排了一個演示實(shí)驗(yàn)。通過洛侖茲力演示儀觀察帶電粒子的運(yùn)動軌跡

8、。首先觀察沒有磁場作用時，電子的運(yùn)動軌跡:，接下來加上垂直于電子速度方向的勻強(qiáng)磁場，發(fā)現(xiàn)電子軌跡為圓形，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行總結(jié)。此演示實(shí)驗(yàn)解答了學(xué)生剛才在情形中所留軌跡問題。但卻可能給學(xué)生留下兩個新的疑問:一是例子的運(yùn)動軌跡為什么為圓形，二是粒子的運(yùn)動軌道半徑為什么隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加而減小，隨著電子出射速度的增加而增加。接下來的任務(wù)便是對學(xué)生的兩個疑問分別進(jìn)行解決。首先是粒子的軌跡為什么為圓形。對于粒子的軌跡問題是本節(jié)課的一個重點(diǎn)，針對這個重點(diǎn)我是這樣來解決的: 首先設(shè)計下列一組設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生思考，接下來教師在黑板上板書 ，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中，只受到洛侖茲力作用時， 面向?qū)W生提問作什么運(yùn)動呢

9、?給學(xué)生一點(diǎn)思考時間，教師隨即用多媒體打出推導(dǎo)過程，即粒子受到一個大小不變,方向總是與速度方向垂直的力，很顯然粒子做勻速圓周運(yùn)動。此處用多媒體課件,展示粒子作勻速圓周運(yùn)動時的物理情境,使學(xué)生獲得感官上的認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生興趣. 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡這一重點(diǎn)就在教師精心設(shè)計引導(dǎo)下由學(xué)生自行解決。針對學(xué)生的第二個疑問，影響粒子做勻速圓周運(yùn)動半徑大小的因素，即本節(jié)課的另一重點(diǎn)，我是這樣來進(jìn)行教學(xué)的: 首先設(shè)問:帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動時什么力作為向心力? 繼而建立洛侖茲力與向心力的等量關(guān)系，繼而得出半徑公式。鼓勵學(xué)生試著自行推導(dǎo)周期公式，由物體作勻速圓周運(yùn)動的周期公式再結(jié)合前面已得的半徑公式，學(xué)生不

10、難得出周期公式。針對半徑公式與周期公式在實(shí)際問題中的應(yīng)用可設(shè)計下列幾點(diǎn)討論: 通過上述討論可在加速學(xué)生對兩個公式熟練應(yīng)用的同時，解決能量在其中的應(yīng)用關(guān)系。新課內(nèi)容到此結(jié)束，主要有三大點(diǎn): 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中只受洛侖茲力作用時作勻速圓周運(yùn)動;軌道半徑公式;運(yùn)動周期公式。半徑、周期公式更是物理學(xué)上的重要公式，由于字母較多，同學(xué)們在記憶過程中一定要注意記準(zhǔn)確。為使學(xué)生所學(xué)知識具有穩(wěn)定性，并使知識順利遷移。接下來我會對兩道例題進(jìn)行詳解。例一是課本例題，是對半徑公式的簡單應(yīng)用，目的在于熟練運(yùn)用相關(guān)知識。例二是在例一的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，將稍復(fù)雜的粒子偏轉(zhuǎn)的平面幾何知識與周期公式相結(jié)合，使學(xué)生思維想象更深化發(fā)展。在例二中會用到粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定，借此例題，接下來我會對平時解題中常遇到的兩種解題方法對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。一是圓心確定的兩種方法 ，二是粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定。為了使學(xué)生對本節(jié)課有一個整體的認(rèn)識，接下來我安排了一個課堂小結(jié)，對本節(jié)課所學(xué)的知識進(jìn)行梳理，并再次突出本節(jié)課的重點(diǎn)。五、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