《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计

带电粒子在匀强磁场中的运动教案教案：带电粒子在匀强磁场中的运动教学目标：1.理解带电粒子在匀强磁场中的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.通过实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学内容：1.匀强磁场对带电粒子的受力情况；2.带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学步骤：步骤一：导入新知识1.引导学生回顾带电粒子在电场中的受力情况和运动规律。

2.提问：带电粒子在磁场中会受到什么力的作用？步骤二：讲解磁场对带电粒子的受力情况1.讲解磁场对带电粒子的受力情况，包括洛伦兹力的概念和公式。

2.引导学生思考：磁场对带电粒子的受力方向有什么规律？步骤三：讲解带电粒子在匀强磁场中的运动规律1.介绍带电粒子在匀强磁场中的运动规律，包括圆周运动和螺旋线运动。

2.解释圆周运动的原因和条件，引导学生推导出圆周运动的半径和周期与粒子的质量和电量以及磁场的强度有关的公式。

3.解释螺旋线运动的原因和条件，引导学生推导出螺旋线运动的公式。

步骤四：进行实验观察和计算验证1.准备实验装置：匀强磁场发生器、带电粒子源、探测仪器等。

2.让学生通过实验观察和记录带电粒子在匀强磁场中的运动情况。

3.引导学生利用实验数据计算带电粒子的电量和质量。

步骤五：总结归纳1.让学生总结匀强磁场中带电粒子的受力情况和运动规律。

2.提问：匀强磁场中的带电粒子运动方向与磁场方向有什么关系？教学重点：1.听懂和理解磁场对带电粒子的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.进行实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学拓展：1.通过实验让学生观察带电粒子在匀强磁场中的运动情况，并计算出带电粒子的电量和质量；2.引导学生讨论带电粒子在其他磁场中的受力情况和运动规律；3.提供额外的实验题目，让学生练习带电粒子在匀强磁场中的运动相关问题。

教学反思：本节课通过讲解和实验相结合的方式，旨在让学生理解和掌握带电粒子在匀强磁场中的受力情况和运动规律。

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动一、教材分析物理课程标准：理解洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动的相关特点及其应用。

教材内容及体系安排：带电粒子的运动是电学中比较难的点，是将电磁学、力学知识融为一体的内容。

学生的物理模型建立较弱，本节是要帮学生建立相关的模型特点。

让学生能够清楚知道带电粒子的运动情况、以及相关的特点。

二、学情分析授课学生对象：高二年级的学生。

知识储备：理解洛伦兹力方向判断、大小的计算。

能力基础：知识的把握能力较弱，不会用相应的物理概率解决问题。

学习缺乏主动性。

思维方式：储备相应的基本技能知识，但是没有形成系统的规律和方法。

对问题处理能力较弱。

三、教学目标与核心素养物理观念∶能用洛伦兹力分析匀速圆周运动的相关特点。

科学思维∶学会掌握运动电荷在磁场中匀速圆周运动轨迹绘制方式，梳理求半径的方式方法。

科学探究：通过对射线在密室中的运动轨迹分析，提升学生基于经验事实建构物理建构模型的能力科学态度与责任∶分析解决问题的过程中，培养学生严谨、实事求是的科学态度，引导学生注重对生活中的相关应用。

培养学生科学发展，促进学生科学责任的形成。

四、教学重难点教学重点：运动电荷在磁场做圆周运动的半径、运动时间的解法。

教学难点：运动电荷在磁场中运动轨迹的绘制，利用方式方法对圆心的寻找。

五、教法学法教法：讲授法、实验探究法学法：自主探究法、讨论交流法、六、教学准备多媒体课件、圆规、直尺等实验器材七、教学过程1、温故知新、复习导入课堂一、洛伦兹力：运动电荷（正负电荷）在磁场中受到的力二、洛伦兹力的方向、大小三、洛伦兹力洛伦兹力的特点1.运动电荷在磁场中可能不受到洛伦兹力（v与B平行时）2.运动电荷的方向v与B组成的平面垂直F=qvB3.洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不改变运动电荷的速度大小4、洛伦兹力永不做功新课教学1：列举生活中常见的粒子带电的基本粒子:电子，质子，α粒子，正负离子带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃新课教学2：带电粒子在匀强磁场、电场中的运动探究1：带电粒子在匀强电场中的运动（平行时）带电粒子做匀加速直线运动探究1：带电粒子在匀强磁场中的运动（平行时）带电粒子做匀速直线运动探究2：带电粒子在偏转电场中做类平抛运动带电粒子在偏转电场中类平抛运动带电粒子在偏转磁场中的运动？新课教学3：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力的特点：洛伦兹力对带电粒子不做功，不改变带电粒子的速度大小，只改变速度的方向。

带电粒子在匀强磁场中的运动【教学目标】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。

【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。

【教学过程】一、温故知新1．安培力与洛伦兹力安培力是洛伦兹力的宏观体现，洛伦兹力是安培力的微观描述。

2．洛伦兹力方向：用左手定则大小：F=qvBsinθ（??为??与??的夹角）猜想：带电例子在磁场中的运动径迹是怎样的？二、新课教学（一）带电粒子在匀强磁场中的运动1．探究一：（小组讨论）带电粒子在磁场中的运动已知带电粒子质量为m，电荷量为q，速度大小为v，磁感应强度为B，以下列不同方式进入磁场将做什么运动？（不计重力）（1）v∥B进入磁场（2）v⊥B进入磁场（3）斜射入磁场学生回答：（1）v∥B进入磁场F=0，匀速直线运动（2）v⊥B进入磁场F=qvB，匀速圆周运动（3）带电粒子斜射入磁场F=qvBsinθ，螺旋运动2．探究二：实验验证：用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动教师介绍洛伦兹力演示仪并演示各情况下的粒子运动情况，验证以上推理。

（二）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期1．推导半径根据上面所讲，v⊥B进入磁场，电荷做匀速圆周运动，其匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，则：F=qvB=m v 2r ，得：r=mvqB。

可以看出B ↑，r ↓；v ↑，r ↑2．验证：演示观察带电粒子的运动径迹3．推导周期由圆周运动的周期T=2πrv得：T=2πmqB周期跟轨道半径和运动速度无关。

三、巩固练习1．如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场区域内（磁场垂直纸面向里），有一离子（不计重力）从匀强电场左边飞入，恰能沿直线飞过此区域，则（）A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电荷，E的方向都向下2．ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面（即纸面），并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，如图所示，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则（）A．只有速度大小一定的粒子可沿中心线通过弯管B．只有质量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管C．只有动量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管D．只有动能大小一定的粒子可沿中心线通过弯管3．质子和α粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是（）A．速度之比为2:1B．周期之比为1:2C．半径之比为1:2D．角速度之比为1:14．如图所示，一颗带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（）A．粒子的动动方向是abcdeB．粒子带正电C．粒子的运动方向是edcbaD．粒子在下半周期比上半周期所用时间长5．如图所示，正、负电子初速度垂直于磁场方向，沿与边界成30°角的方向射入匀强磁场中，求它们在磁场中的运动时间之比。

(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•。

物理学科课时教学设计课题名称带电粒子在匀强磁场中的运动核心素养描述1、通过课上演示实验及小组交流，会灵活运用qvBF=和左手定则计算洛伦兹力的大小以及方向；2、通过带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，会用rvmqvB2=和vrTπ2=推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式及数学几何知识（勾股定理、三角函数等）的应用；3、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体会科技的创新与应用历程。

4、学生通过演示实验，掌握实验的科学思维和归纳总结能力；5、通过组内交流加强团队合作意识。

教材内容分析带电粒子在磁场中的运动是人教版高中物理选修3-1第三章磁场第六节的内容，本节课是场这一章内容的重中之重，在高考题中常以综合计算题形式出现，本节教材既联系了高一的速圆周运动内容，又承接前面带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的内容，既是力学部分和电磁部分旧知识的回忆复习，又是将这两部分有机整合进行全新理论的构建过程。

学好本节内容增强学生科学素质，能为今后进一步更好地掌握学习方法打下基础。

学情分析本课内容对学生的难度较大，能力要求比较高，因此要根据学生的实际情况灵活铺设台阶，要让不同层次的学生在讨论中有比较深刻的感受。

考纲要求考点内容要求命题规律洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ（1）洛伦兹力方向的判断和大小的计算；（2）有界磁场中的临界问题；（3）带电粒子在匀强磁场中的多解问题；（4）带电粒子在组合场和复合场中的运动。

洛伦兹力公式Ⅱ带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ质谱仪和回旋加速器Ⅰ重点（1）运动电荷半径及周期的计算公式推导以及应用；（2）培养学生解题前必须作图分析问题的意识及会用数学几何知识（勾股定理、三角函数等）解决问题。

难点确定垂直射入匀强磁场或复合场中的带电粒子运动是匀速圆周运动，并能用来分析有关问题。

[来源学科网]导学过程教师活动学生活动效果及问题预设问题：（带电粒子的运动。

第节 带电粒子在匀强磁场中的运动教学步骤回答：平抛和匀速圆周运动．在此学生很有可能根据带电粒子进入匀强电场做平抛运动的经验，误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也做平抛运动．在这里不管学生回答 正确与错误，都应马上追问：为什么？引导学生思考，自己得出正确答 案．．介绍并观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动──洛仑兹力演 示仪．和匀强磁场中，它们将做什么运动？ （如图所示）提出问题：引 发学生思考， 为后面的教学 抛砖引玉导 入 新 课．复习提问：如图所示，当带电粒子以速度分别垂直进入匀强电场新课教学．带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书）提问：①洛在什么平面内？它与的方位关系怎样？② 洛对运动电荷是否做功？③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？结论：（板书）①带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度与磁场垂直，根据左手定则，其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动．②洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直，它只改变粒子运动的方向，不改变粒子速度的大小，所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的，这时洛仑兹力的大小也是恒定的．③洛仑兹力对运动粒子不做功．④洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用，因此粒子的运动一定是匀速圆周运动．．带电粒子在磁场中运动的轨道半径提问：①带电粒子做匀速圆周运动时，什么力作为向心力？心洛（）②做匀速圆周运动的物体所受的向心力心与物体质量、速度和半径的关系如何？心／（）进而由学生自己推出讨论：①粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？②质量不同电量相同的带电粒子，若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？③速度相同，荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？④在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核，哪个运动速度大？通过学生的回答，展开讨论，让同学自己得出正确的答案，强化上节所学知识── 洛仑兹力产生条件，洛仑兹力大小、方向的计算和判断方法．通过讨论对刚才的结论有更深的认识粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 2mu / qB 2故到的距离为： 2mu / qB 2教师讲解：和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，∝ m ，而且这些个q量中，、、可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量电荷的荷质比。

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。

一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律，理解洛伦兹力对带电粒子运动的影响。

2. 能够运用所学知识解决实际问题，提高学生的动手能力和创新能力。

3. 培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。

二、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力的计算。

2. 教学难点：带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径计算，洛伦兹力方向的确定。

三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 利用多媒体动画演示，帮助学生直观理解带电粒子在磁场中的运动情况。

3. 结合实际例子，让学生学会运用所学知识解决实际问题。

四、教学准备1. 多媒体教学设备。

2. 带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示素材。

3. 相关实际问题的案例资料。

五、教学过程1. 导入：以一个简单的实际问题引入，如电子在磁场中的运动情况，激发学生的兴趣。

2. 探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律：引导学生通过观察动画演示，分析带电粒子在磁场中的运动情况，总结运动规律。

3. 讲解洛伦兹力的计算：结合运动学公式，讲解洛伦兹力的计算方法，并进行示例计算。

4. 应用拓展：给出一些实际问题，让学生运用所学知识解决，如粒子加速器中的粒子运动问题。

5. 总结：对本节课的主要内容进行总结，强调重点知识点。

6. 作业布置：布置一些有关带电粒子在匀强磁场中运动的练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 课堂讲解：评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度，以及对洛伦兹力计算的掌握情况。

2. 作业练习：通过学生完成的练习题，评估学生对课堂所学知识的掌握程度。

3. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，以及创新能力和解决问题能力。

七、教学反思1. 针对学生的反馈，调整教学方法和策略，以提高教学效果。

2. 针对学生的掌握情况，适当增加练习题的难度，提高学生的应用能力。

3. 注重培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。

一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 让学生掌握洛伦兹力公式，并能够运用到实际问题中。

3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。

二、教学内容1. 带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 洛伦兹力公式及其应用。

3. 实验操作步骤及数据分析。

三、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力公式及其应用。

2. 教学难点：洛伦兹力公式的推导，实验数据的处理。

四、教学方法1. 采用实验演示法，让学生直观地观察带电粒子在匀强磁场中的运动。

2. 采用讲授法，讲解洛伦兹力公式及其应用。

3. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨问题。

五、教学过程1. 引入新课：通过回顾电流的磁效应，引导学生了解磁场对带电粒子的影响。

2. 实验演示：进行带电粒子在匀强磁场中的运动实验，让学生观察并记录实验现象。

3. 讲解洛伦兹力公式：结合实验现象，讲解洛伦兹力公式，并解释其物理意义。

4. 应用练习：给出实例，让学生运用洛伦兹力公式解决问题。

5. 实验数据分析：让学生分析实验数据，探讨带电粒子运动规律与磁场强度、粒子电荷量、粒子速度之间的关系。

6. 总结与拓展：总结本节课所学内容，提出拓展问题，引导学生课后思考。

7. 布置作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 通过课堂讲解、实验演示和练习题，评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度。

2. 通过学生实验操作和数据分析，评价学生的实验技能和观察能力。

3. 通过课后作业和拓展问题，评价学生对洛伦兹力公式的应用能力和科学思维能力。

七、教学资源1. 实验器材：带电粒子实验装置、电流表、电压表、磁铁、粒子源等。

2. 教学课件：带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示、洛伦兹力公式的推导过程等。

3. 参考资料：相关学术论文、教学书籍、网络资源等。

八、教学进度安排1. 第一课时：引入新课，实验演示，讲解洛伦兹力公式。

§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动一、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相关。

4、理解回旋加速器的工作原理。

通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决相关磁场的问题。

（三）情感、态度与价值观通过本节知识的学习，充分理解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。

二、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三、教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法四、课时安排：1课时五、教学过程（一）复习回顾：磁场对运动电荷的作用力是洛伦兹力；洛伦兹力的计算公式为θsin qvB F =，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当 90=θ时，qvB F =；当 0=θ时，F=0，方向由左手定则判断。

引言：带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习带电粒子在匀强磁场中的运动（二）新课教学1、带电粒子在匀强磁场中的运动介绍洛伦兹力演示仪。

如下列图。

（1）不加磁场时，电子束的径迹；（2）给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向、由纸内指向读者的磁场 （即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。

引导学生观察电子束的运动情况。

实验现象：在暗室中能够清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。

磁场越强，径迹的半径越小；电子的出射速度越大，径迹的半径越大。

引导学生分析：当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用，洛伦兹力只能改变速度的方向，不能改变速度的大小。