带电粒子在匀强磁场中运动(新)
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《带电粒子在匀强磁场中的运动》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“带电粒子在匀强磁场中的运动”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“带电粒子在匀强磁场中的运动”是高中物理选修 3-1 第三章第六节的内容。
这部分内容既是对前面所学的磁场知识的深化和拓展,也是后续学习电磁感应、交流电等知识的基础。
通过对这部分内容的学习,学生能够进一步理解磁场对运动电荷的作用,培养学生的逻辑思维能力和空间想象力。
在教材中,首先通过实验引入带电粒子在匀强磁场中的运动现象,然后从理论上进行分析和推导,得出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律,并介绍了回旋加速器的工作原理。
教材内容编排合理,注重知识的系统性和逻辑性,同时也注重培养学生的实验探究能力和科学思维方法。
二、学情分析学生在之前已经学习了磁场的基本概念、安培力以及圆周运动的相关知识,具备了一定的知识基础。
但是,对于带电粒子在磁场中的运动规律,学生往往感到抽象和难以理解。
因此,在教学过程中,需要通过实验演示、多媒体动画等多种教学手段,帮助学生建立直观的物理模型,降低学习难度。
此外,学生在数学知识方面,已经掌握了三角函数、圆的方程等知识,具备了一定的数学工具来解决物理问题。
但是,在运用数学知识解决物理问题的能力上,还需要进一步加强训练。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件和规律。
(2)掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期的计算公式。
(3)了解回旋加速器的工作原理。
2、过程与方法目标(1)通过实验观察和理论分析,培养学生的观察能力、分析推理能力和归纳总结能力。
(2)通过运用数学知识解决物理问题,培养学生的数学应用能力和逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)通过对科学探究过程的体验,激发学生学习物理的兴趣和热情。
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(知识小结)一.带电粒子在磁场中的运动(1)带电粒子在磁场中运动时,若速度方向与磁感线平行,则粒子不受磁场力,做匀速直线运动;即 ① 为静止状态。
② 则粒子做匀速直线运动。
(2)若速度方向与磁感线垂直,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力起向心力作用。
(3)若速度方向与磁感线成任意角度,则带电粒子在与磁感线平行的方向上做匀速直线运动,在与磁感线垂直的方向上做匀速圆周运动,它们的合运动是螺线运动。
二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1.运动分析:洛伦兹力提供向心力,使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.(4)运动时间: (Θ 用弧度作单位 )1.只有垂直于磁感应强度方向进入匀强磁场的带电粒子,才能在磁场中做匀速圆周运动.2.带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速率的大小有关,而周期与速率、半径都无关.三、带电粒子在有界匀强磁场中的匀速圆周运动(往往有临界和极值问题)(一)边界举例:1、直线边界(进出磁场有对称性)规律:如从同一直线边界射入的粒子,再从这一边射出时,速度与边界的夹角相等。
速度与边界的夹角等于圆弧所对圆心角的一半,并且如果把两个速度移到共点时,关于直线轴对称。
2、平行边界(往往有临界和极值问题)(在平行有界磁场里运动,轨迹与边界相切时,粒子恰好不射出边界)3、矩形边界磁场区域为正方形,从a 点沿ab 方向垂直射入匀强磁场:若从c 点射出,则圆心在d 处若从d 点射出,则圆心在ad 连线中点处4.圆形边界(从平面几何的角度看,是粒子轨迹圆与磁场边界圆的两圆相交问题。
)特殊情形:在圆形磁场内,沿径向射入时,必沿径向射出一般情形:磁场圆心O 和运动轨迹圆心O ′都在入射点和出射点连线AB 的中垂线上。
或者说两圆心连线OO ′与两个交点的连线AB 垂直。
(二)求解步骤:(1)定圆心、(2)连半径、(3)画轨迹、(4)作三角形.(5)据半径公式求半径,2.其特征方程为:F 洛=F 向. 3.三个基本公式: (1)向心力公式:qvB =m v 2R ; (2)半径公式:R =mv qB ; (3)周期和频率公式:T =2πm qB =1f ; 222m t qB m qB T θππθπθ==⨯=⨯v L =t再解三角形求其它量;或据三角形求半径,再据半径公式求其它量(6)求时间1、确定圆心的常用方法:(1)已知入射方向和出射方向(两点两方向)时,可以作通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心,如图3-6-6甲所示,P 为入射点,M 为出射点,O 为轨道圆心.(2)已知入射方向和出射点的位置时(两点一方向),可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心,如图3-6-6乙所示,P 为入射点,M 为出射点,O 为轨道圆心.(3)两条弦的中垂线(三点):如图3-6-7所示,带电粒子在匀强磁场中分别经过O 、A 、B 三点时,其圆心O ′在OA 、OB 的中垂线的交点上.(4)已知入射点、入射方向和圆周的一条切线:如图3-6-8所示,过入射点A 做v 垂线AO , 延长v 线与切线CD 交于C 点,做∠ACD 的角平分线交AO 于O 点,O 点即为圆心,求解临界问题常用到此法.(5)已知入射点,入射速度方向和半径大小2.求半径的常用方法 :由于已知条件的不同,求半径有两种方法:一是:利用向心力公式求半径;二是:利用平面几何知识求半径。