《2022年高中物理選修3-1 3-6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 教學設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中物理選修3-1 3-6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 教學設(shè)計（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理選修3-1 3-6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 教學設(shè)計 一、學情分析 學生已經(jīng)學習了勻速圓周運動內(nèi)容，能夠計算關(guān)于圓周運動向心力、半徑、周期等問題。在第五節(jié)，學生也已經(jīng)學習過運動電荷在磁場中受到的洛倫茲力的大小計算、方向的判定。但學生分析問題、解決問題的能力還不是很全面，本節(jié)中分析問題的思路對于學生來說是需要重點加強掌握的，在教學中，需要教師的指引。 二、學習內(nèi)容分析 本節(jié)課的困難點高中物理課程內(nèi)容包括兩本必修和四個選修教材，《帶電粒子在勻強磁場中的運動》選自選修3-1的第三章《磁場》第六節(jié)。本節(jié)課是磁場這一章內(nèi)容的重中之重，在高考題題中常以綜合計算題形式出現(xiàn)，本

2、節(jié)教材即聯(lián)系了高一的勻速圓周運動內(nèi)容，又承接前面帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的內(nèi)容，既是力學部分和電磁學部分舊知識的回憶復(fù)習，又是將這兩部分有機整合進行全新理論的構(gòu)建過程。學好本節(jié)內(nèi)容將增強學生科學素質(zhì)，能為今后進一步更好掌握學習方法打下基礎(chǔ)。 三、教學目標 1. 知識與技能： （1）理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動。 （2）會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)。 （3）了解質(zhì)譜儀的工作原理。 2. 過程與方法： 能從洛倫茲力提供向心力開始推導(dǎo)出帶電粒子做圓周運動的半徑及周期，通過推理、判

3、斷帶電粒子在磁場中的運動性質(zhì)的過程，培養(yǎng)學生嚴密的邏輯推理能力。 3.情感態(tài)度與價值觀： （1） 理解物理的基本原理，其應(yīng)用的最終目的是科學和生活實踐。 （2） 通過學習質(zhì)譜儀的工作原理，讓學生認識先進科技的發(fā)展，有助于培養(yǎng)學生對物理的學習興趣 四、重難點分析 教學重點： （1）運動電荷半徑及周期計算公式推導(dǎo)及應(yīng)用 （2）質(zhì)譜儀原理分析 教學難點：質(zhì)譜儀原理分析 五、信息技術(shù)及其他學習資源的應(yīng)用 延伸主要的課程資源，發(fā)揮教材最大的作用；合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，選擇生活中常見的事例；白板的使用，幫助學生更好地理解，比如在磁場中帶電粒子的受力情況。導(dǎo)入部分通過圖片資料，引起學生的學習

4、興趣。 六、教學流程圖 反饋練習，學以致用 知識總結(jié)，談收獲 學生利用已學知識畫帶電粒子在磁場中的運動軌跡 觀察極光現(xiàn)象引出課題 創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課 新知導(dǎo)學 合作探究 推導(dǎo)運動半徑和周期 設(shè)計質(zhì)譜儀 實驗演示帶電粒子在磁場中的運動軌跡 鞏固訓練 拓展提高 結(jié)束 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 達標檢測 當堂反饋 七、教學過程 （一）創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課，約2分鐘。 觀看有關(guān)極光現(xiàn)象的視頻，思考其中的物理知識。 提問：為什么只能在南北極附近觀測到神秘莫測的極光現(xiàn)象？ （二）新知導(dǎo)學 合作探究，約20分

5、鐘。 1.請畫出帶電粒子在勻強磁場中的洛倫茲力及運動軌跡 2.演示實驗：結(jié)論 (1)帶電粒子的運動方向與磁場方向平行：做　　　　運動。 (2)帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直：粒子做　　　　運動且運動的軌跡平面與磁場方向　　　。 (3)帶電粒子的運動方向與磁場方向成θ角：粒子在垂直于磁場方向作　　　　運動，在平行磁場方向作　　　　　運動。 3推導(dǎo)運動半徑和周期 （1）向心力公式：Fn=　　　　　 （2）帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的向心力由什么力來提供？ （3）定量推導(dǎo)： 帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的向心力由什么力來提供 Fn=

6、　　 　 即 　　 　=　　 　 則運動半徑R=　　　　　 運動周期T=　　　　　 （4）定性分析帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑與哪些因素有關(guān)系？ 4．質(zhì)譜儀 如何通過本節(jié)所學內(nèi)容設(shè)計一個儀器去測定比荷呢？ 若粒子的質(zhì)量為m，電荷量為+q，加速電壓為U，進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場； 則（1）粒子進入磁場時的速率V為？ （2） 粒子在磁場做勻速圓周運動的半徑為？ （3） 比荷為？ （4）在圖中畫出粒子的運動軌跡以及圓心和半徑 結(jié)論：通過測量 ，計算出比荷，此為質(zhì)譜儀的原理。 （三） 鞏固訓練 拓

7、展提高，約10分鐘。 【反饋練習】 1. α粒子（H）即氦原子核，質(zhì)量約為質(zhì)子（H）的四倍。現(xiàn)質(zhì)子和a粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，求以下情況下它們運動半徑之比： （1） 它們的速度大小相同 （2） 它們由靜止經(jīng)過相同的加速電場后進入磁場 2. 氘（H）和a粒子（H）以不同的初速度垂直進入同一勻強磁場中，它們在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，運動周期之比是？ 結(jié)論：在勻強磁場中，做勻速圓周運動的帶電粒子的運動周期與　　　　　、　　　　無關(guān)，與　　　　　有關(guān)。 3、A、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷，不同的質(zhì)量。為了測定它們的質(zhì)量比，使它們從質(zhì)譜儀的同一加速

8、電場由靜止開始加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入同一勻強磁場，打到照相底片上。如果從底片上獲知A、B在磁場中運動的軌跡的直徑之比是1.08:1，求A、B的質(zhì)量之比。 （四）課堂小結(jié) 布置作業(yè) ，約5分鐘。 1．帶電粒子在勻強磁場中的運動 (1)帶電粒子的運動方向與磁場方向平行： (2)帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直： 軌道半徑公式： 周期公式：　　　　。 2．質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的　　和分析　　　的重要工具。 （五） 達標檢測 當堂反饋，約8分鐘。 （1）如圖所示，a和b是從A點以相同的動能射入勻強磁場的兩個帶等量電

9、荷的粒子運動的半圓形軌跡，已知其半徑ra=2rb，由此可知（ ） A．兩個粒子均帶正電，質(zhì)量之比ma：mb=4:1 B．兩個粒子均帶負電，質(zhì)量之比ma：mb=4:1 C．兩個粒子均帶正電，質(zhì)量之比ma：mb=1: 4 D．ABC均不對。 （2）粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍和2倍，兩個粒子均帶正電荷。讓它們在勻強磁場中同一點一大小相等，方向相反的速度開始運動。已知磁場方向垂直紙面向里。如圖中的四個圖，能正確表示兩粒子運動軌跡的是（ ） （3）在勻強磁場中一個帶電粒子做勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一個磁感應(yīng)強度是原來

10、磁感應(yīng)強度2倍的勻強磁場，則（ ） A．粒子的速率加倍，周期減半 B．粒子的速率不變，軌道半徑減半 C．粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/4 D．粒子的速率不變，周期減半 （4 ）如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強磁場中，磁場方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外．有一束粒子對準a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都是一價正離子，則（ ） A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 B．只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 C．只有動量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 八、教學反思 延伸主要的課程資源，發(fā)揮教材最大的作用；合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，選擇生活中常見的事例；白板的使用，幫助學生更好地理解，比如在磁場中帶電粒子的受力情況。導(dǎo)入部分通過圖片資料，引起學生的學習興趣。 推導(dǎo)半徑和周期公式后例題中比例問題，學生理解比較困難，教師應(yīng)該給與示范。