帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教案

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)與能力目標(biāo)1理解洛倫茲力對(duì)粒子不做功2理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3推導(dǎo)半徑，周期公式并解決相關(guān)問題道德目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，探究科學(xué)的價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式和周期公式，并能用來解決有關(guān)問題。教學(xué)難點(diǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件對(duì)周期公式和半徑公式的定性的理解。教學(xué)方法在教師指導(dǎo)下的啟發(fā)式教學(xué)方法教學(xué)用具電子射線管，環(huán)行線圈，電源，投影儀，教學(xué)過程一引入新課復(fù)習(xí)：1當(dāng)帶電粒子以速度V平行或垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，粒子的受力情況；2回顧帶電粒子垂直飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，讓學(xué)

2、生猜想帶電粒子垂直飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)情況。二新課1運(yùn)動(dòng)軌跡演示實(shí)驗(yàn)利用洛倫茲力演示儀，演示電子射線管內(nèi)的電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，讓學(xué)生觀察存在磁場(chǎng)和不存在磁場(chǎng)時(shí)電子的徑跡?，F(xiàn)象：圓周運(yùn)動(dòng)。提問：是勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是非勻速圓周運(yùn)動(dòng)呢分析：（1）首先回顧勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：速率不變，向心力和速度垂直且始終在同一平面，向心力大小不變始終指向圓心。（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況是否符合上面3個(gè)特點(diǎn)呢帶電粒子的受力為FqvB，與速度垂直故洛倫茲力不做功，所以速度v不變，即可得洛洛倫茲力不變，且F洛與v同在垂直與磁場(chǎng)的平面內(nèi)，故得到結(jié)論：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中洛做勻速圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)論：1、帶電

3、微觀粒子的質(zhì)量很小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛倫茲力遠(yuǎn)大于它的重力，因此可以把重力忽略不計(jì)，認(rèn)為只受洛倫茲力作用。2、沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供做向心力，只改變速度的方向，不改變速度的大小。2軌道半徑和周期例：一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,速率為v,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求軌道半徑有多大v2由qvB=mR得mvR=可知速度越大，r越大。qB周期呢_2兀Rf2兀m由T得T=與速度半徑無關(guān)。vqB實(shí)驗(yàn)：改變速度和磁感強(qiáng)度觀測(cè)半徑r。例1：一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后經(jīng)過S

4、3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上求：(1) 求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率(2) 求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑解：由動(dòng)能定理得：qU=mv2/2,解得：,Ic粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)得半徑為：R=mv/qB二mi：'2qU/m/qB=,；2mU/qB2例2：如圖，從粒子源s處發(fā)出不同的粒子其初動(dòng)量相同，貝y表示電荷量最小的帶正電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的徑跡應(yīng)是()課堂小結(jié)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，受到一個(gè)大小不變而且始終與其速度方向垂直的洛侖茲力作用，此力對(duì)帶電粒子不做功，只改變粒子的速度方向，不改變其速度大小，粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為=mv/

5、qBT=2nr/V=2nm/qB板書設(shè)計(jì)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。二軌道半徑和周期F心=mv2/r=f/Bqvr=mv/qBT=2nr/V=2nm/qB教學(xué)反思本節(jié)課的重點(diǎn)是在讓學(xué)生理解帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，洛倫茲力總與速度垂直不做功的特點(diǎn)，從受力分析得到運(yùn)動(dòng)方程，從而得到半徑和周期公式。教師在整節(jié)課中，通過提出問題f猜想f類比f實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證f理論分析f例題鞏固，讓學(xué)生自己分析探究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，推導(dǎo)粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期公式，與此同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的類比模型和轉(zhuǎn)移模型的能力。這一教學(xué)過程充分體現(xiàn)了教師著意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究，體

6、現(xiàn)了新課標(biāo)要求的“知識(shí)與技能、過程與方法以及情感態(tài)度價(jià)值觀”三位一體的課程功能。在進(jìn)行試講的過程中由于對(duì)課件的準(zhǔn)備不足導(dǎo)致課件與講解分離，使之前準(zhǔn)備好的動(dòng)畫沒有起到預(yù)想中的輔助作用，另外在講解帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)之所以是勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然進(jìn)行了類比，但是由于和學(xué)生交流不多，所以鍛煉學(xué)生思維的效果也不是太明顯，而且使的教學(xué)過程偏快。在正式上課時(shí)，有意識(shí)的放慢了教學(xué)的過程，多一點(diǎn)時(shí)間多一點(diǎn)空間留學(xué)生自己去想，但是由于學(xué)生的層次不高，所以當(dāng)讓學(xué)生自己獨(dú)立思考時(shí)出現(xiàn)了不知道從那里思考的現(xiàn)象，顯的比較茫然。比如粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的原因之前提出電場(chǎng)模型的類比時(shí)，沒有給出明確的交代，使得學(xué)生不知道從什么位置開始下手，從而走了一些彎路，還是應(yīng)該先給出一個(gè)方向比較好。這也是之前準(zhǔn)備時(shí)沒有很好的考慮到學(xué)生對(duì)原來的知識(shí)有些遺忘，這也說明了在新舊知識(shí)交換的時(shí)候，對(duì)以前學(xué)過的內(nèi)容要不斷的加以鞏固，在進(jìn)行設(shè)疑時(shí)，需要根據(jù)具體情況，逐步的進(jìn)行引導(dǎo)，盡量不要學(xué)生在考慮問題是不出現(xiàn)較大的沒必要的偏差。另外在周期與速度無關(guān)這一知識(shí)