《带电粒子在磁场中的运动》教学设计完美版

中学物理带电粒子在磁场中的运动教案引言:带电粒子在磁场中的运动是中学物理中重要的内容之一，它涉及到电磁力的作用和运动的规律。

通过理解和学习这一知识点，不仅可以加深对物理学的理解，还可以帮助学生解决实际生活中与磁场和电磁力相关的问题。

本教案旨在通过清晰的解释和实践操作，帮助学生全面理解带电粒子在磁场中的运动规律。

一、理论部分：1. 带电粒子在磁场中的受力：当带电粒子在磁场中运动时，会受到磁场中的磁力作用。

磁力的大小与带电粒子的电荷量、速度以及磁场的强度和方向都有关系。

根据洛伦兹力，带电粒子在磁场中所受的磁力公式为：F = qvBsinθ其中，F表示受力的大小，q为电荷量，v为带电粒子的速度，B为磁场的强度，θ为速度与磁场方向的夹角。

2. 带电粒子的运动轨迹：根据磁场中带电粒子的受力情况，可以确定其运动轨迹。

当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，其受力方向与速度方向也垂直，带电粒子将做匀速的圆周运动。

当带电粒子速度与磁场方向不垂直时，带电粒子将在磁场中做螺旋线运动。

3. 磁场对带电粒子的能量影响：由于带电粒子在磁场中的运动会受到磁力作用，因此磁场会对带电粒子的能量产生影响。

磁场力不做功，因此带电粒子在磁场中的机械能保持不变。

但是，由于磁力对带电粒子的方向改变，会改变带电粒子的动能和动量。

二、实验操作：为了更好地理解带电粒子在磁场中的运动规律，可以通过实验进行验证和观察。

具体的实验操作如下：实验器材：- 电磁铁- 电源- 铁磁质杆- 带电粒子源- 示波器实验步骤：1. 将电磁铁与电源连接，并通过调节电流的大小来调节磁场的强度。

2. 将铁磁质杆固定在电磁铁的中央。

3. 将带电粒子源放置在铁磁质杆旁边。

4. 调节带电粒子源的电荷量和速度，并观察其在磁场中的运动轨迹。

5. 使用示波器来观察带电粒子在磁场中的运动特征，并记录数据。

三、教学方法：为了提高学生对带电粒子在磁场中运动规律的理解和掌握程度，可以采用以下教学方法：1. 理论讲解：通过板书和讲解的形式，向学生介绍带电粒子在磁场中的运动规律和受力情况。

(1)当带电粒子以速度y平行于磁场方向进入匀强磁场后，粒子所受洛伦兹力为零，所以粒子将以速度1/做匀速直线运动•
(2)当带电粒子以一定的速度垂直进入磁场时做圆周运动，且圆周运动的半径与磁场的强弱及粒子的入射速度有关・
2、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
如图所示，带电粒子以速度1/垂直磁场方向入射, 在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为 0所带的电荷量为7求轨道半径和周期？
3、质谱仪
1 •结构：质谱仪由静电加速电极、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成•(如图)
2 •原理：
(1)粒子源及加速电场：使带电粒子获得速度V进入速度选择器，v = 2qUm).
(2)速度选择器：只有做匀速直线运动的粒子才能
1•构造：①粒子源；②两个。

形盒；(③匀强磁场；④高频电源；⑤粒子引出装置；•⑥真空容器•2.工作原理
(1)电场的特点及作用
特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场•
作用：带电粒子经过该区域时被加速•
(2)磁场的特点及作用
特点：D形盒处于与盒面垂直的匀遐磁场中•
作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而改变运动方向,至上周期后再次进入电场•。

带电粒子在磁场中的运动教案教案标题：带电粒子在磁场中的运动教学目标：1.理解带电粒子在磁场中受力的原理；2.掌握带电粒子在磁场中的运动规律；3.理解磁场对带电粒子轨道的影响。

教学准备：1.教学工具：黑板、白板、投影仪；2.教学材料：PPT、实验箱、带电粒子运动模型。

教学过程：Step 1：导入新知识（5分钟）引导学生回顾电场和磁场之间的区别，复习带电粒子在电场中的运动规律。

提问学生带电粒子在磁场中的运动规律是否与电场中的运动规律相似。

Step 2：理论讲解（15分钟）通过PPT呈现带电粒子在磁场中的运动规律，并解释磁场对带电粒子轨道的影响。

讲解的内容包括：1.磁场力的定义和方向；2.带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力公式和方向；3.带电粒子在磁场中运动的轨道类型。

Step 3：实验演示（20分钟）进行一个简单的实验演示，让学生观察带电粒子在磁场中的运动轨迹。

教师使用实验箱中的带电粒子运动模型，将其放置在一个恒定的磁场中，调整带电粒子的速度和磁场的强度，观察带电粒子的运动轨迹。

同时，请学生记录实验数据。

Step 4：练习与讨论（20分钟）安排一些与带电粒子在磁场中的运动相关的问题，让学生进行讨论并回答。

例如：1.一个带有正电荷的粒子在恒定的磁场中运动，磁场的方向是垂直于粒子的速度方向，那么磁场对粒子的运动有什么影响？2.一个带有负电荷的粒子在恒定的磁场中运动，磁场的方向是垂直于粒子的速度方向，那么磁场对粒子的运动有什么影响？3.如果将磁场的方向改变一下，粒子的运动轨道会有什么变化？Step 5：拓展应用（15分钟）通过引导学生思考磁场对电子运动的应用，如电磁感应、磁共振等。

Step 6：小结与总结（10分钟）总结本节课的重点内容，强调带电粒子在磁场中的运动规律和磁场对运动轨道的影响。

Step 7：课堂作业布置课后作业，提供一些练习题供学生巩固所学内容。

教学反思：本教案通过理论讲解、实验演示和讨论等多种教学手段，帮助学生理解带电粒子在磁场中的运动规律。

《带电粒子在有边界磁场中运动》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解带电粒子在有边界磁场中的运动规律，包括运动轨迹的形状、半径和周期等。

（2）学生能够熟练运用左手定则判断带电粒子在磁场中的受力方向，从而确定运动轨迹。

（3）学生能够解决与带电粒子在有边界磁场中运动相关的简单问题，如求粒子的速度、磁场强度等。

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、逻辑思维能力和分析问题的能力。

（2）通过实例计算和讨论，提高学生运用数学知识解决物理问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生探索自然科学的精神。

（2）让学生体会物理知识在实际生活中的应用，增强学生的学习动力和成就感。

二、教学重难点1、教学重点（1）带电粒子在匀强磁场中的运动规律，包括半径公式和周期公式的推导和应用。

（2）带电粒子在有边界磁场中的运动轨迹的分析和求解。

2、教学难点（1）带电粒子在不同边界磁场中的运动轨迹的确定，特别是在圆形边界和矩形边界磁场中的情况。

（2）综合运用数学知识和物理规律解决带电粒子在有边界磁场中运动的复杂问题。

三、教学方法1、讲授法讲解带电粒子在磁场中的运动规律、左手定则等基本概念和原理。

2、实验法通过演示实验，让学生直观地观察带电粒子在磁场中的运动轨迹，增强学生的感性认识。

3、讨论法组织学生对一些复杂的问题进行讨论，培养学生的合作精神和思维能力。

4、练习法通过课堂练习和课后作业，让学生巩固所学知识，提高解题能力。

四、教学过程1、导入新课（1）通过播放一段关于磁悬浮列车的视频，引导学生思考磁悬浮列车的工作原理，从而引出带电粒子在磁场中的运动这一课题。

（2）提问学生：“你们在生活中还见过哪些与磁场和带电粒子运动有关的现象？”引发学生的兴趣和思考。

2、新课讲授（1）复习电场和磁场的基本概念，以及洛伦兹力的计算公式和左手定则。

（2）推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式。

带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读（5篇材料）第一篇：带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计祝塘中学谢正平一、教学设计思路这节内容主要是使学生清楚在匀强磁场中带电粒子在洛伦兹力作用下运动的情况及其成因。

有洛伦兹力演示仪和动画课件的辅助，学生大体理解带电粒子是做匀速圆周运动，轨道半径和周期也不难明白，但更多的是让学生了解过程、细节，如每时每刻洛伦力兹力与粒子速度都是垂直关系，这往往是解决带是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动综合性问题的突破口。

而这样的综合性题目在高考中常常见到，有时甚至以压轴题出现，要很好地解决它，不是仅仅知道轨道半径公式和周期公式就行的，分析出粒子的运动过程，找出其几何关系，才是解决问题的首要。

为了使学生注意带电粒子在匀强磁场中运动的过程，采用课件动画模拟，从而反复观察直到学生清楚为止，也验证着相关的猜想和结果。

为了保持思想的流畅和活跃，在观察动画或视频的同时（或之后），逐步提出有关问题，分解成多个问题，阶梯式地上升，逼近结果，得出结论。

二、教学目标1．知识与技能（1）了解显示电子径迹的方法（2）理解带电粒子垂直射入匀强磁场时的运动性质及相应的轨道半径和周期（3）了解质谱仪2．过程与方法通过观察视频和动画，知道洛伦兹力提供向心力，结合匀速圆周运动的公式，得出轨道半径和周期；利用带电粒子垂直射入匀强磁场时做匀速圆周运动，制造出质谱仪，是精确测量带电粒子的质量和分析同位素的一种重要工具。

3．情感、态度与价值观通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式的推导，培养学生严密的科学态度。

三、教学重点、难点重点：理解轨道半径和周期。

难点：带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的成因。

四、实验器材及教学媒体的选择与使用洛伦兹力演示仪、多媒体投影系统。

五、教学方法提问、讨论、讲解、观察、练习反馈。

六、教学过程1．引入新课上节课推导出带电粒子在匀强磁场中受力，即洛伦兹力F=qvB，那么：垂直射入匀强磁场中的带电粒子，在洛伦兹力F=qvB的作用下，将会偏离原来的运动方向。

带电粒子在复合场中的运动一、教学目标1、知道质谱仪的原理和基本用途2、知道回旋加速器的基本构造和加速原理二、重点难点重点：回旋加速器对带电粒子的加速原理难点：加速电场与带电粒子运动周期的同步关系三、教与学教学过程：同学们，我们已经知道，电场可以对带电粒子产生作用，磁场也可以对运动的带电粒子施加影响，当然，电场和磁场共同存在时对带电粒子也会有影响。

请看：（一）质谱仪例1：一个质量为m，电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔s1飘入电势差为u的加速电场，然后经过s3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上，求：（1）粒子进入磁场时的速率；（2）粒子在磁场中运动时的轨道半径。

拓展：1、已知电压U和磁场强度B，根据打到照相底片的位置求出半径r，由公式q/m=2u/B2r2，求出带电粒子的比荷（q/m）。

2、若容器A中粒子是几种同位素（问：同位素有什么特点？），加速后进入磁场的速度就会不同，从而导致沿不同的半径做匀速圆周运动，因而打到照相底片不同的地方，根据不同的半径r，由m=qB2r2/2u计算出质量之比或质量m。

这样的仪器叫质谱仪——测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具在有些题目中常出现这种质谱仪请同学们看这样一道题：例2：如图所示：A为加速器，B为速度选择器，磁场与电场正交，C为偏转分离器,现有碳的三种同位素（不计重力），经加速后，通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动，则下面说法可能正确的是：（B D ）A、分离器中有三条粒子运动的轨迹分离器中有一条粒子运动的轨迹分离器中有两条粒子运动的轨迹D、分离器中没有粒子运动的轨迹拓展：可以求出被分离出来粒子的比荷吗？[分析]：（二）回旋加速器同学们,在高能实验室里要用到能量很高的带电粒子,就需要加速器。

电场可以使带电粒子加速，早期制成的加速器就是利用高压电源的电势差来加速带电粒子的。

（1）受实际所能达到的电压限制，粒子所获能量并不太高；（2）电压高，要把两极板间距离拉开，占空间范围大。

《带电粒子在有界匀强磁场中的运动》教学设计一、知识回顾那我们首先就来回顾一下，处理带电粒子在有界匀强磁场中运动这一类问题的基本方法是什么？（找学生回答：1.由洛伦兹力方向确定偏转方向；2.找圆心；3.求半径；4.求时间）总结：由洛伦兹力方向确定偏转方向，我们需要用到左手定则。

问：那圆心如何确定呢？（找学生回答）①如果已知入射点、出射点以及入射、出射速度方向，我们就可以作速度垂线找交点。

②已知入射点和入射速度方向，以及出射点，那我们可以作速度垂线以及弦长的中垂线找交点。

问：接下来半径如何求解？（学生回答）问：如果还要求时间呢？（学生回答）二、例题体验那我们在实际解题过程中，如何来实施这些步骤呢？例题问：现在我们找一位同学来分享一下他的解题过程，需要注意表达清楚：第一如何审题找关键点？第二如何确定的圆心以及求半径？（找学生分析）问：那这些打到收集器上的粒子轨迹有何特点呢？我们可以从哪些方面来分析？（找学生分析）总结：1、所有粒子轨迹均和入射速度方向相切。

2、所有粒子轨迹圆心共线。

3、所有粒子打到收集板上时，速度平行且竖直向下。

4、所有粒子运动轨迹的圆心角相等，那么时间也相同。

（与速度大小无关）问：那需要什么样的条件才能使这些粒子的运动具有这些特点？（找学生分析）总结：首先在直线边界上，从同一点入射。

所有粒子入射速度方向相同，大小不同，打到边界上时，出射速度平行，且圆形角相同，运动时间相同。

变式1问：现在有没有同学来分享一下变式1的解题思路。

现在呢，我们要增加一点，分析一下变式1和例题的相同点和不同点。

（找学生分析）总结：变式1和例题由于条件相同，所以画出来的轨迹以及规律是一样的，只不过是问了不同的问题。

变式2问：最后一个机会，有没有同学主动来分析一下变式2。

同样的需要分析变式2和变式1异同。

（找学生分析）归纳总结通过刚才三位同学精彩的分享，我们可以发现，三个例题中的核心物理模型是同样的，这些不同的情景描述只是包裹在模型上的外壳。

《带电粒子在磁场中的运动》教学设计一、教学三维目标[知识与技能]1、掌握带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动的规律；2、会应用匀速圆周运动的规律和几何知识确定带电粒子做匀速圆周运动的轨迹、圆心、半径、时间等，解决带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动的简单问题；[过程与方法]通过应用匀速圆周运动的规律和几何知识解决简单问题的过程，掌握科学思维方法；[情感态度与价值观]1、培养学生应用几何知识解决物理问题的能力；2、培养学生实事求是严谨认真的科学态度。

二、教学方法多媒体电教平台、小组讨论、小组评价、教师点评三、教学流程教师提供例题小组讨论学生评价教师点评四、课时设计——2课时五、教学过程———第1课时【课前预习】1、洛仑兹力（1）洛仑兹力是磁场对____________电荷的作用力。

（2）大小：f洛=___________（3）方向：由_________判定。

洛仑兹力一定垂直于_______和_______所决定的平面，但磁场方向与速度方向不一定垂直。

（4）特点：a 、因为_________，故洛仑兹力一定不做功，洛仑兹力只改变速度的_______不改变速度的_________。

b、洛仑兹力与运动状态有关，_______的变化会引起洛仑兹力的变化2 、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动（不计其他作用）（1）若v∥B带电粒子所受的洛仑兹力F=0,因此带电粒子以速度v做_________运动（2）若v⊥B带电粒子垂直于磁感线的平面内以入射速度v做___________运动a、向心力由洛仑兹力提供，即Bqv=mv2/Rb、轨道半径公式R=___________c、周期公式T=___________【教学内容】Ⅰ:轨迹问题的定性分析思考与问题1、带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹的分析①f 洛 在什么平面内？它与v 的方位关系怎样？②f 洛 对运动电荷是否做功？③f 洛 对运动电荷的运动起何作用？④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？例1：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则( )A.若速率相等，则半径相等B.若速率相等，则周期相等C.若动量大小相等，则半径相等D.若动能相等，则周期相等例2.一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一段都可看成园弧，由于带电粒子使沿途中空气电离，粒子的能量逐渐减少(电量不变),则可判断 ( )A 、粒子从a b ，带正电；B 、粒子从b a ，带负电；C 、粒子从a b ，带正电；D 、粒子从b a ， 带负电。

高二物理《带电粒子在磁场中的运动》教学设计教学目标一、知识目标：1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动．2、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，并会用它们解答有关问题．3、知道质谱仪的工作原理．二、能力目标：在培养学生能力方面，通过引导学生由洛仑兹力对运动电荷的作用力的分析，逐步得出带电粒子在磁场中的运动规律，以及通过让学生推导半径公式、周期公式等教学过程，培养学生的迁移能力，体会如何用已学知识来探讨研究新问题。

三、德育目标：通过学习质谱仪的工作原理，让学生认识先进科技的发展，有助于培养学生对物理的学习兴趣．重难点分析1.分析运动电荷在匀强磁场中作匀速圆周运动时，要抓住几个关键：一是洛伦兹力的特点：洛伦兹力在方向上的特点是既垂直于磁场又垂直于速度；在本节中只讨论速度方向和磁场方向垂直的情况，这些要让学生建立一个空间的情景。

由于高中力学的学习一般的物理量都在同一平面上，因此取电荷的运动速度与洛伦兹力所决定的平面，磁场与这个平面垂直。

洛伦兹力在大小上的特点是决定于Bqv 。

B 、q 一定时，仅决定于速度。

由于洛伦兹力总是与速度垂直，因此洛伦兹力在功能上的特点是不做功，因此运动电荷的速率不变，这样洛伦兹力就是一个大小不变，方向总是改变（又总是与速度垂直）的力。

第二是物体受到切向力作用时，会改变速度的大小，受到法向力作用时，会改变运动的方向，如果只受到大小一定的法向力，具有切线速度的物体有条件做匀速圆周运动。

运动电荷在磁场中所受到的洛伦兹力就是法向力，因此运动电荷垂直于磁场方向射入磁场时，只能做匀速圆周运动。

2.由Bqv ＝m v r 2得出r ＝m v Bq 和T ＝2πm Bq 后，可以做一下定性的分析。

v 、m 一定时，B 、q 增大会使向心力增大，向心加速度增大，使得半径r 减小。

v 、B 、q 一定时，m 减小会使向心加速度增大，使得半径r 增大。