高中物理-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一復(fù)習(xí)回顧引入新課1.復(fù)習(xí)回顧：（1）洛倫茲力的大小和方向如何確定？（2）洛倫茲力有什么特點(diǎn)？2.思考：（1）物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件？（2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)？（3）帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，？（重力不計(jì)）（4）帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系（5）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化嗎？能量呢？（6）洛倫茲力的如何變化？從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？請(qǐng)小組討論后作答。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：利用洛倫茲力演示儀來(lái)驗(yàn)證剛才的理論分析。a、不加磁場(chǎng)時(shí)觀察電子束的徑跡。b、給勵(lì)磁線圈通電，觀察電子束的徑跡。c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化。d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化。環(huán)節(jié)二展現(xiàn)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)學(xué)生依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)展示如下：1、理解運(yùn)動(dòng)電荷垂直磁感線飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)。3、知道質(zhì)譜儀的工作原理4、了解回旋加速器的工作原理。將學(xué)習(xí)目標(biāo)以問(wèn)題的形式出現(xiàn)，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有針對(duì)性，少走彎路。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過(guò)合作探究，可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作交流能力。環(huán)節(jié)三針對(duì)問(wèn)題合作交流1.推導(dǎo)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。并分析它們與哪些因素有關(guān)。2.觀察帶電粒子在汽泡室運(yùn)動(dòng)徑跡的照片。請(qǐng)分析不同帶電粒子的徑跡半徑為什么不一樣？為什么有的粒子運(yùn)動(dòng)徑跡呈螺旋形。3.能否從氣泡室中帶電粒子的徑跡得到啟發(fā)設(shè)計(jì)一個(gè)儀器，將比荷不同、初速度幾乎為零帶電粒子分開(kāi)？4.結(jié)合課本例題，請(qǐng)思考什么樣的粒子打在質(zhì)譜儀顯示屏上位置是不相同的？位置的分布與粒子的什么有關(guān)？5.請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本“回旋加速器”部分內(nèi)容思考討論：（1）怎樣獲得高速高能量帶電粒子？（2）但技術(shù)上很難做到過(guò)高的電壓怎么辦？（3）多級(jí)加速器加速設(shè)備太長(zhǎng)怎么辦？（4）怎樣才能讓帶電粒子運(yùn)動(dòng)徑跡卷起來(lái)呢？（5）被加速粒子的最終能量決定于什么？（6）如果盡量增強(qiáng)回旋加速器的磁場(chǎng)或加大D形盒半徑，我們是不是就可以使帶電粒子獲得任意高的能量嗎？（7）回旋加速器所用交變電壓的周期由什么決定？在小組合作、展示交流過(guò)程中，可以相互學(xué)習(xí)、加深理解，共同提高，并培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力。環(huán)節(jié)四教師解疑點(diǎn)撥評(píng)價(jià)針對(duì)小組展示過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及疑惑的內(nèi)容，由教師進(jìn)行修正和答疑解惑。并對(duì)回旋加速器的工作原理通過(guò)課件演示進(jìn)行重點(diǎn)講解，根據(jù)情況先由學(xué)生講解后老師再總結(jié)。講解結(jié)束后對(duì)各小組作出激勵(lì)性評(píng)價(jià)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，可以解決學(xué)生在探究過(guò)程中存在的疑惑，使學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的更好。并且，通過(guò)激勵(lì)性評(píng)價(jià)可以增強(qiáng)學(xué)生自信心，增加學(xué)習(xí)興趣。環(huán)節(jié)五鞏固練習(xí)反饋拓展利用課本上的“問(wèn)題與練習(xí)”對(duì)進(jìn)學(xué)進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。檢測(cè)完成后，對(duì)各小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)當(dāng)堂檢測(cè)可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，鞏固學(xué)習(xí)成果。并且通過(guò)當(dāng)堂檢測(cè)可以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。環(huán)節(jié)六課堂小結(jié)回歸目標(biāo)讓學(xué)生總結(jié)本堂課內(nèi)容，教師最后補(bǔ)充并再次突出本節(jié)課的重點(diǎn)。通過(guò)小結(jié)，可以加深學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)的印象，并能培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力和邏輯思維能力。

學(xué)案3.9帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型應(yīng)用【應(yīng)用1．速度選擇器】速度選擇器的作用？速度選擇器的原理練習(xí)1:在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入場(chǎng)中，射出時(shí)粒子的動(dòng)能減少了，為了使粒子射出時(shí)動(dòng)能增加，在不計(jì)重力的情況下，可采取的辦法是：（）A.增大粒子射入時(shí)的速度B.減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)【應(yīng)用2．質(zhì)譜儀】思考：（1）質(zhì)譜儀的主要作用是什么？（2）質(zhì)譜儀的工作原理是什么？（3）偏轉(zhuǎn)半徑r，粒子質(zhì)量m，比荷的計(jì)算？練習(xí)2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下列表述正確的是（

）質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小【應(yīng)用3．回旋加速器】1.回旋加速原理：⑴磁場(chǎng)什么作用？使粒子在D形盒內(nèi)________⑵電場(chǎng)什么作用？重復(fù)多次對(duì)粒子______.⑶最終速度取決于什么量？⑷交變電壓的周期有什么要求？⑸加速器內(nèi)的時(shí)間取決于什么練習(xí)3：回旋加速器的D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出。求：（1）加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向和大小。（2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述能量所需回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時(shí)間(不計(jì)通過(guò)縫隙的時(shí)間）。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，能夠計(jì)算關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)向心力、半徑、周期等問(wèn)題，在第5節(jié)，也已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力的大小計(jì)算、方向判定。但學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力還不是很全面，本節(jié)中分析問(wèn)題的思路對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是需要重點(diǎn)加強(qiáng)掌握的。效果分析教學(xué)時(shí)部分學(xué)生對(duì)這類(lèi)題目產(chǎn)生畏難情緒，主要的原因有兩點(diǎn):一是做圖能力差,做不出準(zhǔn)確的軌跡圖:二是教學(xué)中節(jié)奏太快,臺(tái)階太高,學(xué)生跟不上。在教學(xué)中我始終貫穿的教學(xué)理念是：1.以學(xué)生為中心，學(xué)生是課堂的主人。2.以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)。3.師生合理、有效互動(dòng)。在本節(jié)課的落實(shí)上，我采用了具體如下的實(shí)施。1.

針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱的實(shí)際情況，我復(fù)習(xí)洛倫茲力的大小和方向，再提出：“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中將做什么運(yùn)動(dòng)？讓學(xué)生先從力和運(yùn)動(dòng)的分析方法入手，結(jié)合課本與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生知道帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡是個(gè)圓，并且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后我指明帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，進(jìn)而讓學(xué)生在教師的指點(diǎn)下能用學(xué)過(guò)的力學(xué)方法逐步的推導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)半徑和周期。其中推導(dǎo)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式時(shí)，我讓兩名推導(dǎo)過(guò)程比較規(guī)范的學(xué)生上黑這節(jié)課上完之后，我對(duì)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查和自我反思。我覺(jué)得這節(jié)課的成功之處是：（1）敢于將高考重、難點(diǎn)的知識(shí)部分放手讓學(xué)生交流探討，而我只是巡視指導(dǎo)，完全由學(xué)生主導(dǎo)這堂課，這對(duì)我本人而言是一種突破。（2）注重小組的合作與交流板板書(shū)與講解的措施。這樣，既能鍛煉講解的學(xué)生的邏輯思維的能力和語(yǔ)言的表達(dá)能力，（3）注重解題的規(guī)范化，養(yǎng)成良好的解題步驟和格式。這節(jié)課也存在一些不足之處：（1）沒(méi)能調(diào)動(dòng)起所有的學(xué)生積極參與，每個(gè)學(xué)習(xí)小組仍有個(gè)別學(xué)生屬于隨聲附和、裝模作樣的情況；（2）教師在巡視的過(guò)程中應(yīng)該及時(shí)給學(xué)生于自信、果敢等方面的暗示，并對(duì)認(rèn)真思考、過(guò)程明了、思路清晰的學(xué)生及時(shí)的表?yè)P(yáng)不夠；”教材分析帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是人教版高中物理選修3-1第六節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)課是磁場(chǎng)這一章內(nèi)容的重中之重，在高考題中常以計(jì)算綜合題形式出現(xiàn)，本節(jié)教材既聯(lián)系了高一的圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，又承接前面帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的內(nèi)容，既是力學(xué)部分和電磁學(xué)部分舊知識(shí)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(guò)程。學(xué)好本節(jié)內(nèi)容將增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，能為今后進(jìn)一步掌握學(xué)習(xí)方法打下基礎(chǔ)。評(píng)測(cè)練習(xí)練習(xí)1:在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入場(chǎng)中，射出時(shí)粒子的動(dòng)能減少了，為了使粒子射出時(shí)動(dòng)能增加，在不計(jì)重力的情況下，可采取的辦法是：（）A.增大粒子射入時(shí)的速度B.減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)練習(xí)2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下列表述正確的是（

）質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小練習(xí)3：回旋加速器的D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m，帶電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出。求：（1）加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向和大小。（2）設(shè)兩D形盒間的距離為d，其間電壓為U，加速到上述能量所需回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時(shí)間(不計(jì)通過(guò)縫隙的時(shí)間）。課后反思優(yōu)勢(shì)本節(jié)課教學(xué)程序的設(shè)計(jì)比較合理，由淺入深，帶領(lǐng)學(xué)生逐步去推導(dǎo)得出結(jié)論。同時(shí)充分利用物理課件，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行整合，充分體現(xiàn)了學(xué)科本位的特征，又能有效地突破重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過(guò)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，再通過(guò)分層次的問(wèn)題設(shè)計(jì)，理解質(zhì)譜儀可以測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量和在現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)用。整節(jié)課按照定向——活動(dòng)——結(jié)構(gòu)模式安排上課內(nèi)容不足之處1、時(shí)間安排不夠合理。前面部分的內(nèi)容花的時(shí)間過(guò)多，后面講質(zhì)譜儀時(shí)顯得太匆忙，有前緊后松的感覺(jué)。2、課堂小結(jié)不僅局限于知識(shí)點(diǎn)的小結(jié)，還要包含學(xué)法的小結(jié)，本人忽視了這