带电粒子在有界磁场中的运动公开课教案.doc

带电粒子在有界磁场中的运动公开课教案课题：带电粒子在有界磁场中的运动 课型：专题复习课教学目标（一）知识与技能1、理解公式F=qvB的适用条件和左手定则，并能熟练地应用该公式和左手定则分析有关洛伦兹力的问题2、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件，掌握匀速率圆周运动的半径公式与周期公式，并能熟练应用它们分析与解答有关问题(二)过程与方法通过引导学生由洛仑兹力对运动电荷的作用力的分析，得出带电粒子在磁场中的运动规律，以及通过让学生半径公式、周期公式做定性的分析等教学过程，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）情感、态度与价值观通过一题多变和课件演示，训练学生的思考能力和知识的迁移能力，树立学生独立准确解题的信心 教学重点、难点、关键：重点：同一个情境中的不同问题设置难点：显示带电粒子的运动轨迹关键：确定带电粒子作匀速圆周运动的圆心位置、半径大小教学内容一、知识回顾（投影）1、洛仑兹力大小的计算：f = qvB此式成立的条件是v与B垂直若v与B平行，则 f =02、 洛仑兹力方向的判定：f、 v、B三者方向间的关系满足左手定则， f既垂直于v又垂直于B3、带电粒子在匀强磁场中的运动规律： （不计粒子重力）（）若带电粒子的速度方向v与磁场方向B平行，做匀速直线运动。（）若带电粒子的速度方向v 与磁场方向B垂直，做匀速圆周运动。4、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力Bqv = mv2/R= m（2/T）2R两个关系式R=mv/qB T=2m/qB二、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动思考方法1、找圆心 2、定半径3、确定运动时间三、问题情景：（一）投影 A、为水平放置的足够长的平行板，板间距离为d=1.010-2m, A板中央有一电子源P, 在纸面内能向各个方向发射速度在0 3.2107m/s范围内的电子, Q为P点正上方B板上的一点, 若在垂直纸面方向上加一匀强磁场, 磁感应强度B=9.110-3T, 已知电子的质量m=9.110-31kg, 电子电量e=1.610-19C, 不计电子的重力和电子间相互作用力, 且电子打到板上均被吸收,并转移到大地。（二）学生思考：你认为会设置什么问题？（三）学生交流后汇报（四）教师将学生问题汇总（五）投影问题：若电子以大小不同的速度沿PQ方向射出，那么它们击中两板上的范围如何?（六）学生思考后汇报思路（七）教师动画演示离子的轨迹（八）学生解答后教师投影答案（1）由已知条件m,q,B,Vm,根据Rm=mVm/qB, 求出Rm,并可知Rm=2d（2）按照速度由大到小的顺序依次画出可能的轨迹的草图，从中找出临界点并确定范围。 （3）经分析计算得电子能击中A板Q点右侧离Q点 2.6810-3m 110-2m的范围和B板P点右侧与P点相距0 210-2m的范围（九）教师点评（十）投影问题：若电子以v0=1.6107m / s的初速度从 P点向各个方向射出, 则它们击中两板上的范围如何?（十一）学生思考后汇报思路（十二）教师动画演示离子的轨迹（十三）学生解答后教师投影答案（1）因为m,V0,q,B 一定,所以R也一定。根据 R=mV0/qB,求出R,并可知此时R=d。（2）从速度某一极值方向出发,逐渐改变方向,依次画出可能的轨迹的草图，从中找出临界点并确定范围。 （3）经分析计算得:电子能击中A板Q点两侧分别 离Q点110-2m的范围和B板P点右侧与P点相距0210-2m的范围（十四）教师点评（十五）投影问题：若电子以v0=1.6107m / s的初速度从 P点向各个方向射出, 则它们击中两板上的范围如何?若电子仍以v0=1.6107m / s的初速度从P点向各个方向射出, 但此时将B板撤去,并将P点下方充满和上方同样的磁场,则它们击中A板的范围又如何? （十六）学生思考后汇报思路（十七）教师动画演示离子的轨迹（十八）学生解答后教师投影答案（1）此问中仍满足R=d。但速度方向范围360度（2）固定P点将半径为R的圆周旋转一周,找出电子打在A板上的两个临界位置并确定范围（3）经分析计算得:电子能击中A板Q点左侧离Q点1.73210-2m和右侧离Q点110-2m的范围（十九）教师点评（二十）投影问题：若从P点射出的电子能恰好击中Q点，则电子的发射方向（用图中角表示）与电子速度v的大小v之间应满足的关系及各自相应的取值范围。（二十一）学生思考后汇报思路（二十二）教师动画演示离子的轨迹（二十三）学生解答后教师投影答案1）经分析可知 Rsin=d/2,而R=mV/qB,所以 Vsin=qBd/2m，代入数据得Vsin=8106m/s（2）由Vmax=3.2107m/s,得min=arcsin1/4 由max=/2, 得Vmin=8106m/s(3)所以电子速度V与之间应满足 Vsin=8106m/s, 且arcsin1/4,/2, V8106, 3.2107m/s（二十四）教师点评注：解答见课件并附有动画演示四、巩固训练如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为m,带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,