帶電粒子在勻強磁場中的運動說課

帶電粒子在勻強磁場中的運動說課第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.重點與難點6.教學(xué)過程設(shè)計5.教法和學(xué)法分析4.教學(xué)目標(biāo)分析3.學(xué)生情況分析說課內(nèi)容1.教材的地位及作用第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1.教材的地位和作用本節(jié)內(nèi)容是高中物理選修3---1第三章第六節(jié)的內(nèi)容，介紹帶電粒子在磁場中的運動，其實是第五節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用。質(zhì)譜儀和回旋加速器的介紹，是帶電粒子在勻強磁場中運動的知識在現(xiàn)代科技中應(yīng)用的實例，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)既可鞏固前面的知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用力學(xué)知識和電學(xué)知識的能力，又體現(xiàn)了學(xué)以致用的精神，激發(fā)學(xué)生現(xiàn)身科技的熱情。

第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2.重點及難點本節(jié)采用了先試驗探究，再理論分析與推導(dǎo)的順序，帶著試驗得到的感性材料，再用學(xué)過的知識進行理論分析，從理論的高度推導(dǎo)出試驗現(xiàn)象的必然性。所以理論分析帶電粒子沿著與磁場方向垂直的方向進入勻強磁場必將做勻速圓周運動，并推導(dǎo)圓周運動的半徑和周期公式是本節(jié)的重點。質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理是本節(jié)的難點。第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3.學(xué)生情況分析

世界上沒有完全相同的兩片樹葉，設(shè)計教學(xué)離不開對學(xué)生情況的精確把握。我所教的幾個班的學(xué)生物理基礎(chǔ)相對薄弱，數(shù)學(xué)功底也有欠缺，邏輯思維能力也不強。不過，我所教幾個班的學(xué)生在物理課堂上思維活躍，特別對物理規(guī)律和生活實際的聯(lián)系比較感興趣，這是在教學(xué)中發(fā)揮其主體作用的前提。第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4.教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能過程與方法情感、態(tài)度和價值觀第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4.教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能過程與方法情感、態(tài)度和價值觀１)通過實驗知道帶電粒子沿著與磁場垂直的方向進入勻強磁場會做圓周運動，圓周運動的半徑與磁感應(yīng)強度的大小和粒子入射速度的大小有關(guān)。2)通過理論分析知道帶電粒子沿著與磁場垂直的方向射入勻強磁場會在勻強磁場中做勻速圓周運動，并能用學(xué)過的知識推導(dǎo)勻速圓周運動的半徑和周期公式。3)能夠用學(xué)過的知識分析，計算有關(guān)帶電粒子在勻強磁場中受力運動的問題，了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4.教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能過程與方法情感、態(tài)度和價值觀通過推理、判斷帶電粒子在勻強磁場中的運動性質(zhì)的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理、理論與實踐相結(jié)合的能力。能從洛倫茲力提供向心力開始，推導(dǎo)出帶電粒子勻速圓周運動的半徑公式和周期公式，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4.教學(xué)目標(biāo)分析知識與技能過程與方法情感、態(tài)度和價值觀讓學(xué)生體會物理研究的最終目的是應(yīng)用于實踐。新科技的發(fā)展有賴于物理學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用。第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月5.教法和學(xué)法分析◆說教法◆說學(xué)法第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月◆說教法用情景激發(fā)興趣。做好演示實驗，創(chuàng)造新奇的電學(xué)現(xiàn)象，使學(xué)生產(chǎn)生驚奇的感覺，激發(fā)他們學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣。第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月◆說教法用問題激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情。教學(xué)中依據(jù)試驗現(xiàn)象和概念的特點，生成一些有梯度，能提升思維強度的問題，使學(xué)生切實做到獨立思考，師生互動，同伴交流，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的熱情。第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月◆說教法用過程構(gòu)建方法。先實驗探究，再理論分析與推導(dǎo)的順序。帶著實驗得到的感性材料，再用學(xué)過的知識進行理論分析，從理論的高度推導(dǎo)出實驗現(xiàn)象的必然性，這樣先實驗觀察再理論論證比較符合一般的認知過程，也降低了學(xué)習(xí)的難度。讓學(xué)生在這一學(xué)習(xí)過程中對理論與實踐相結(jié)合的研究方法有所體會，并且在學(xué)習(xí)過程中嘗到成功的喜悅。第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月◆說學(xué)法

本節(jié)課我主要采用了問題學(xué)習(xí)法和討論學(xué)習(xí)法。重視學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動性，特別是運用講授法時，用思考培養(yǎng)技能，教學(xué)的每個細節(jié)，都讓學(xué)生處于矛盾和問題之中，避免學(xué)生進入被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過小組討論，使學(xué)生學(xué)會合作學(xué)習(xí)，樂于探究。第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月6.教學(xué)過程設(shè)計※引入新課※帶電粒子在勻強磁場中的運動※質(zhì)譜儀※回旋加速器第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月引入新課

好的導(dǎo)入可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望，更好的完成本節(jié)課的教學(xué)。我通過視頻動畫，使學(xué)生帶著好奇心進入新課。第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月１帶電粒子在磁場中的運動

先介紹試驗器材，用問題引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生先利用所學(xué)的知識做出預(yù)測。第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月亥姆霍茲線圈電子槍磁場強弱選擇擋加速電壓選擇擋第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月１帶電粒子在磁場中的運動按如下的問題進行探究：

1)不加磁場時，電子束的經(jīng)跡如何？2)給勵磁線圈通電，電子束在勻強磁場中的經(jīng)跡又如何？3)保持電子束入射的速度不變，改變磁場的強弱，電子束的經(jīng)跡如何變化？4)保持磁場的強弱不變，改變電子束的入射速度，電子束的經(jīng)跡如何變化？

第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月１帶電粒子在磁場中的運動再用洛倫茲力演示儀實驗逐一驗證學(xué)生的預(yù)測或猜想。第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月１帶電粒子在磁場中的運動

然后用洛倫茲力的知識和勻速圓周運動的知識對觀察到的現(xiàn)象加以說明，并進一步推導(dǎo)半徑和周期公式。在這個過程中，學(xué)生可以體會到成功的喜悅，有利于達成課堂教學(xué)中的情感目標(biāo)，同時有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的科學(xué)思維方法。

第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月通過威爾遜云室顯示的正負電子在勻強磁場中的運動徑跡第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月通過格雷塞爾氣泡室顯示的帶電粒子在勻強磁場中的運動徑跡第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月１帶電粒子在磁場中的運動

運用實物投影展示氣泡室、云室中帶電粒子在勻強磁場中運動經(jīng)跡的照片，提出問題。通過對問題的分析與思考，讓學(xué)生用剛剛學(xué)過的知識解決實際問題，一方面強化有意記憶，另一方面培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

例題一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，其初速度幾乎為零，然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子進入磁場時的速率。（2）求粒子在磁場中運動的軌道半徑。第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2質(zhì)譜儀

課本通過一個例題的形式介紹了質(zhì)譜儀，應(yīng)用靜電力做功，動能定理和洛倫茲力的知識，學(xué)生不難得到帶電粒子在勻強磁場中運動的半徑的表達式。這部分教學(xué)還要著重介紹質(zhì)譜儀的用途和作用，介紹測定粒子的比荷在物理學(xué)發(fā)展中的重要作用，可以用質(zhì)譜儀測定分析同位素，可以測定帶電粒子的質(zhì)量等。

第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3回旋加速器

從怎樣才能獲得高能粒子這一問題引出粒子加速器的問題。

第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3回旋加速器

首先介紹直線加速器，介紹直線加速器在技術(shù)上和實際中遇到的困難。

第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月怎樣才能得到能量很高的粒子呢?（1）靜電力做功：Ek=qu

困難：技術(shù)上不能產(chǎn)生過高電壓（2）多級加速器困難：加速設(shè)備長第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3回旋加速器可利用磁場改變帶電粒子的運動軌跡，讓粒子轉(zhuǎn)圈圈似得多級加速，這就要求老師先做足夠的鋪墊和引導(dǎo)，充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性，再讓學(xué)生進行聯(lián)想和設(shè)計，這就引入了回旋加速器。

第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月回旋加速器

第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

1931年，加利福尼亞大學(xué)的勞倫斯提出了一個卓越的思想，通過磁場的作用迫使帶電粒子沿著磁極之間做螺旋線運動,把長長的電極像卷尺那樣卷起來，發(fā)明了回旋加速器，第一臺直徑為27cm的回旋回速器投入運行，它能將質(zhì)子加速到1Mev。1939年勞倫斯獲諾貝爾物理獎。第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2．回旋加速器

第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月回旋加速器兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場。電場使粒子加速，磁場使粒子回旋。粒