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时间:2018-10-30
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1、带电粒子在磁场中的运动质谱仪.带电粒子在磁场中的运动质谱仪教学目标知识目标 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.能力目标 通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.情感目标 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.教学建议教材分析 本节重点是研究带电粒子垂直射入匀强磁场中的
2、运动规律:半径以及周期,通过复习相关力学知识,利用力于运动的关系突破这一重点,需要注意的是:1、确定垂直射入匀强电场中的带电粒子是匀速圆周运动;2、带电粒子的重力通常不考虑。教法建议 由于我们研究的是带电粒子在磁场中的运动情况,研究的是磁场力与运动的关系,因此教学开始,需要学生回忆相关的力学知识,为了引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律,教师可以通过实验演示引入,让学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.最后通过例题讲解,加深
3、知识的理解.教学设计方案带电粒子在磁场中的运动质谱仪一、素质教育目标(一)知识教学点 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)能力训练点 通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程,培养学生严密的逻辑推理能力.(三)德育渗透点 通过学习质谱仪的工作原理,理解高科技的巨大力量.(四)美育渗透点 用电子射线管产生的电子做圆周运动的精美图像感染学生,
4、提高学生对物理学图像形式美的审美感受力.二、学法引导 1、教师通过演示实验法引入,复习提问法引导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的原因、规律.通过例题讲解,加深理解. 2、学生认真观察实验现象,结合运动和力的关系分析原因,总结规律,积极思考、讨论例题,对规律加深理解、提高应用能力.三、重点难点疑点及解决办法 1、重点 带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期. 2、难点 确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动. 3、疑点 带电粒子的重力通常为什么不考虑? 4、解决办法 复
5、习力学知识、引导同学利用力与运动的关系分析,讨论带电粒子在磁场中的运动情况。四、课时安排 1课时五、教具学具准备 演示用特制的电子射线管。六、师生互动活动设计 教师先通过演示实验引入,再启发引导学生用力学知识分析原因,推导规律,通过例题讲解,学生思考和讨论进一步加深对知识的理解,提高学生运用知识解决实际问题的能力。七、教学步骤(一)明确目标(略)(二)整体感知 本节教学首先通过演示实验告诉学生,当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动这一结论,然后试着用力与运动的关系分
6、析粒子为什么做匀速圆周运动,再由学生推导带电粒子在磁场中的运动半径和周期,根据力学知识,重点是理解运动半径与磁感应强度、速度的关系;运动周期与粒子速率和运动半径无关.(三)重点、难点的学习与目标完成过程 1、引入新课 上一节我们学习了洛仑兹力的概念,我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时,会受到大小,方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用,今天我们来研究一下,受洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的? 2、粒子为什么做匀速圆周的运动? 首先通过演示实验观察到,当带电粒子的初速度方向与匀强磁场方向垂直时,粒子的
7、运动轨道是圆. 在力学中我们学习过,物体作匀速圆周运动的条件是物体所受的合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直.当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时,通常它的重力可以忽略不计(请同学们讨论),可看作只受洛仑兹力作用,洛仑兹力方向和速度方向在同一个平面内,由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直,因而它对带电粒子不做功,根据动能定理可知运动粒子的速度大小不变,再由可知,粒子在运动过程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变,根据物体作匀速圆周运动的条件得出带电粒子垂直匀强磁场运动时,作匀速圆周运动. 3、粒子运动的轨
8、道半径和周期公式 带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时做匀速圆周运动,其向心力等于洛仑兹力,请同学们根据牛顿第二定律,推导带电粒子的运动半径和周期公式. 经过推导得出粒子运动半径12下一页[这篇文章来自..,],运动周期。 运用学过的力学知识理解,当粒子运动速度较大时,粒子要离心运动,其运动半径增大,所以速度大,半径也大;当磁场较强时,运动电荷受洛仑兹力增大,粒子要向心运动,其运动半径减小,所以磁感应强度大,半
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