2022年高中物理選修3-1 3-6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教學(xué)設(shè)計(jì)

《2022年高中物理選修3-1 3-6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)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(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教學(xué)設(shè)計(jì)（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b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(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 教學(xué)設(shè)計(jì) 一、學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，能夠計(jì)算關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)向心力、半徑、周期等問題。在第五節(jié)，學(xué)生也已經(jīng)學(xué)習(xí)過運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力的大小計(jì)算、方向的判定。但學(xué)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(duì)于學(xué)生來說是需要重點(diǎn)加強(qiáng)掌握的，在教學(xué)中，需要教師的指引。 二、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析 本節(jié)課的困難點(diǎn)高中物理課程內(nèi)容包括兩本必修和四個(gè)選修教材，《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》選自選修3-1的第三章《磁場(chǎng)》第六節(jié)。本節(jié)課是磁場(chǎng)這一章內(nèi)容的重中之重，在高考題題中常以綜合計(jì)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(yùn)動(dòng)內(nèi)容，又承接前面帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的內(nèi)容，既是力學(xué)部分和電磁學(xué)部分舊知識(shí)的回憶復(fù)習(xí)，又是將這兩部分有機(jī)整合進(jìn)行全新理論的構(gòu)建過程。學(xué)好本節(jié)內(nèi)容將增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，能為今后進(jìn)一步更好掌握學(xué)習(xí)方法打下基礎(chǔ)。 三、教學(xué)目標(biāo) 1. 知識(shí)與技能： （1）理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 （2）會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的半徑及周期，通過推理、判

3、斷帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力。 3.情感態(tài)度與價(jià)值觀： （1） 理解物理的基本原理，其應(yīng)用的最終目的是科學(xué)和生活實(shí)踐。 （2） 通過學(xué)習(xí)質(zhì)譜儀的工作原理，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)先進(jìn)科技的發(fā)展，有助于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣 四、重難點(diǎn)分析 教學(xué)重點(diǎn)： （1）運(yùn)動(dòng)電荷半徑及周期計(jì)算公式推導(dǎo)及應(yīng)用 （2）質(zhì)譜儀原理分析 教學(xué)難點(diǎn)：質(zhì)譜儀原理分析 五、信息技術(shù)及其他學(xué)習(xí)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(xué)生更好地理解，比如在磁場(chǎng)中帶電粒子的受力情況。導(dǎo)入部分通過圖片資料，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)

4、興趣。 六、教學(xué)流程圖 反饋練習(xí)，學(xué)以致用 知識(shí)總結(jié)，談收獲 學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)畫帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(xué) 合作探究 推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)半徑和周期 設(shè)計(jì)質(zhì)譜儀 實(shí)驗(yàn)演示帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡 鞏固訓(xùn)練 拓展提高 結(jié)束 課堂小結(jié) 布置作業(yè) 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 當(dāng)堂反饋 七、教學(xué)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(shí)。 提問：為什么只能在南北極附近觀測(cè)到神秘莫測(cè)的極光現(xiàn)象？ （二）新知導(dǎo)學(xué) 合作探究，約20分

5、鐘。 1.請(qǐng)畫出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的洛倫茲力及運(yùn)動(dòng)軌跡 2.演示實(shí)驗(yàn)：結(jié)論 (1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行：做　　　　運(yùn)動(dòng)。 (2)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直：粒子做　　　　運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)的軌跡平面與磁場(chǎng)方向　　　。 (3)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向成θ角：粒子在垂直于磁場(chǎng)方向作　　　　運(yùn)動(dòng)，在平行磁場(chǎng)方向作　　　　　運(yùn)動(dòng)。 3推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)半徑和周期 （1）向心力公式：Fn=　　　　　 （2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由什么力來提供？ （3）定量推導(dǎo)： 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由什么力來提供 Fn=

6、　　 　 即 　　 　=　　 　 則運(yùn)動(dòng)半徑R=　　　　　 運(yùn)動(dòng)周期T=　　　　　 （4）定性分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)儀器去測(cè)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(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)； 則（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率V為？ （2） 粒子在磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為？ （3） 比荷為？ （4）在圖中畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡以及圓心和半徑 結(jié)論：通過測(cè)量 ，計(jì)算出比荷，此為質(zhì)譜儀的原理。 （三） 鞏固訓(xùn)練 拓

7、展提高，約10分鐘。 【反饋練習(xí)】 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(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求以下情況下它們運(yùn)動(dòng)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(chǎng)后進(jìn)入磁場(chǎng) 2. 氘（H）和a粒子（H）以不同的初速度垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期之比是？ 結(jié)論：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)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(cè)定它們的質(zhì)量比，使它們從質(zhì)譜儀的同一加速

8、電場(chǎng)由靜止開始加速，然后沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，打到照相底片上。如果從底片上獲知A、B在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (1)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行： (2)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)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(cè)量帶電粒子的　　和分析　　　的重要工具。 （五） 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 當(dāng)堂反饋，約8分鐘。 （1）如圖所示，a和b是從A點(diǎn)以相同的動(dòng)能射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的兩個(gè)帶等量電

9、荷的粒子運(yùn)動(dòng)的半圓形軌跡，已知其半徑ra=2rb，由此可知（ ） A．兩個(gè)粒子均帶正電，質(zhì)量之比ma：mb=4:1 B．兩個(gè)粒子均帶負(fù)電，質(zhì)量之比ma：mb=4:1 C．兩個(gè)粒子均帶正電，質(zhì)量之比ma：mb=1: 4 D．ABC均不對(duì)。 （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(gè)粒子均帶正電荷。讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)一大小相等，方向相反的速度開始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。如圖中的四個(gè)圖，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（ ） （3）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一個(gè)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果又順利垂直進(jìn)入另一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度是原來

10、磁感應(yīng)強(qiáng)度2倍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外．有一束粒子對(duì)準(zhǔn)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(jià)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(dòng)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(xué)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(xué)生更好地理解，比如在磁場(chǎng)中帶電粒子的受力情況。導(dǎo)入部分通過圖片資料，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 推導(dǎo)半徑和周期公式后例題中比例問題，學(xué)生理解比較困難，教師應(yīng)該給與示范。