高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动
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选修3-1第三章3.6带电粒子在匀强磁场中的运动一、教材分析本节课的内容是高考的热点之一,不仅要求学生有很强的分析力和运动关系的能力,还要求学生有一定的平面几何的知识,在教学中要多给学生思考的时间二、教学目标(一)知识与技能1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,知道它们与哪些因素有关。
4、了解回旋加速器的工作原理。
(二)过程与方法通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析,灵活解决有关磁场的问题。
(三)情感、态度与价值观通过本节知识的学习,充分了解科技的巨大威力,体会科技的创新与应用历程。
三、教学重点难点教学重点带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹教学难点带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹四、学情分析本节教材的内容属于洛仑兹力知识的应用,采用先实验探究,再理论分析与推导的方法。
先实验观察再理论论证比较符合一般学生的认知过程,也可降低学习的难度。
五、教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法六、课前准备1、学生的准备:认真预习课本及学案内容2、教师的准备:洛伦兹力演示仪、电源、多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标提问:(1)什么是洛伦兹力?(2)带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?(3)带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?(三)合作探究、精讲点播1、带电粒子在匀强磁场中的运动介绍洛伦兹力演示仪。
如图所示。
引导学生预测电子束的运动情况。
(1)不加磁场时,电子束的径迹;(2)加垂直纸面向外的磁场时,电子束的径迹;(3)保持出射电子的速度不变,增大或减小磁感应强度,电子束的径迹;(4)保持磁感应强度不变,增大或减小出射电子的速度,电子束的径迹。
教师演示,学生观察实验,验证自己的预测是否正确。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计一、教材分析本节是位于高中物理教材人教版选修3-1第三章第6节《带电粒子在匀强磁场中的运动》。
在该内容之前学生已经学习了匀速圆周运动、向心力、洛伦兹力和左手定则等知识。
本节将在上节课的基础上研究带电粒子在匀强磁场中的运动情况,以演示实验为主,探究带电粒子的运动受哪些因素的影响,然后举出两个在实践上的应用的例子——质谱仪、回旋加速器,加深学生对该内容的理解。
该内容将力学和电磁学联系在一起,具有极强的综合性,是学生学习的重点和难点,综合考察了学生建构物理模型、分析推理能力和运用数学工具处理物理问题的能力,是高中物理学习的核心内容。
二、学情分析1、在学习上:在此之前学生已经学习了匀速圆周运动、洛伦兹力等知识,特别是对匀速圆周运动有了深刻的认识,但是由于刚刚学习洛伦兹力,对洛伦兹力的理解较浅,需要加强训练以巩固知识。
2、在心理上:高二学生具有较成熟的抽象思维能力,能够运用归纳、推理等方法解决一些问题,而且好奇心强,乐于思考,已具备一定的基础知识和技能。
但认知还比较浅,而且对待问题缺乏耐心和信心,对教师有一定的依赖,需要鼓舞和激励。
三、教学目标(一)知识与技能1、了解显示带电粒子在匀强磁场中运动路径的方法;2、知道洛伦兹力不做功,它只改变带电粒子的速度方向,不改变速度大小;3、掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律及方法;4、知道质谱仪和回旋加速器的构造、原理和用途。
(二)过程与方法1、经历用洛伦兹力演示仪演示实验的过程,学会显示带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的方法;2、通过观察视频和动画,结合匀速圆周运动和几何关系,学会找到粒子的轨道半径和计算周期;3、通过学习质谱仪和回旋加速器,了解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动在生产生活中的应用。
(三)情感态度价值观1、通过用洛伦兹力演示仪观察电子在匀强磁场中的运动实验,培养观察和思考能力;2、通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做圆周运动的轨道半径和周期公式的推导,培养严密的科学态度;3、通过学习质谱仪和回旋加速器的构造和原理,大胆提出设想,培养创新思维和实践能力。