高二物理课件带电粒子的圆周运动

1、本本课课题题选选自自高高三三选选修修本本，第第七七章章第第五五节节。本本说说课课分分教教材材分分析析与与处处理理、教教学学方方法法与与手手段段、教教学学程程序序三三部部分分。一一、 教教材材分分析析与与处处理理（一一） 教教材材分分析析1 教材的地位与作用教材的地位与作用带电粒子的圆周运动是高考带电粒子的圆周运动是高考的热点，是磁场一章的重点的热点，是磁场一章的重点和难点，在教材中占有重要和难点，在教材中占有重要地位。地位。 带电粒子的圆周运动是学完洛仑兹力的重要应用，带电粒子的圆周运动是学完洛仑兹力的重要应用，也是洛仑兹力与力学圆周知识的综合应用，也是学习下也是洛仑兹力与力学圆周知识的综合应

2、用，也是学习下一节一节“回旋加速器”的预备知识。在本章中起承上启下“回旋加速器”的预备知识。在本章中起承上启下的作用。的作用。2 教学目标教学目标 从知识上要求学生了解带电粒子在磁场中的三种从知识上要求学生了解带电粒子在磁场中的三种基本运动轨迹基本运动轨迹（直线、圆周、螺旋线）理解带电粒子（直线、圆周、螺旋线）理解带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的原理。掌握半径和周期公在匀强磁场中作圆周运动的原理。掌握半径和周期公式，并会用它们解决简单问题。式，并会用它们解决简单问题。渗透物质是运动的，运动是有规律的，规律渗透物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识的辨证唯物主义思想。是可以认识的辨证唯物主

3、义思想。培养观察、分析、推理、空间想象、计算机培养观察、分析、推理、空间想象、计算机操作、语言表达等多种能力。操作、语言表达等多种能力。3 重点与难点重点与难点 据教学大纲与教学参考书确定半径和周期据教学大纲与教学参考书确定半径和周期公式的理解与应用为重点。公式的理解与应用为重点。 根据所教学生的实际情况及所用的教材确根据所教学生的实际情况及所用的教材确定匀速圆周概念的建立为难点。定匀速圆周概念的建立为难点。（二二）教教材材处处理理1 教材为突出重点只介绍了垂直进入教材为突出重点只介绍了垂直进入磁场的情况，根据本校学生的情况，考磁场的情况，根据本校学生的情况，考虑到知识结构的完整性，我利用实物

4、演虑到知识结构的完整性，我利用实物演示，使学生对带电粒子在磁场中运动情示，使学生对带电粒子在磁场中运动情况有一个整体的印象。况有一个整体的印象。2 周周期期与与半半径径速速度度无无关关，考考虑虑到到易易受受生生活活中中跑跑赛赛经经验验的的影影响响（速速度度大大的的周周期期小小）利利用用计计算算机机编编程程模模拟拟带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中运运动动情情况况，避避免免知知识识的的负负迁迁移移，巩巩固固重重点点，突突破破难难点点。（一）（一） 教学方法教学方法 为突出重点、分散难点，根据教育心理理论，为突出重点、分散难点，根据教育心理理论，我在教学中采用了以下教学方法：我在教学中采用了

5、以下教学方法：二二、 教教学学方方法法与与教教学学手手段段1 动静结合。利用演示实验和计算机模拟来调动学生，动静结合。利用演示实验和计算机模拟来调动学生，使学生主动学习，在愉快的气氛中获取知识，即为使学生主动学习，在愉快的气氛中获取知识，即为“动“动态” 。教师设疑使学生静心思考， 认真推导， 即为态” 。教师设疑使学生静心思考， 认真推导， 即为 “静态” ，“静态” ，整节课始终处于一种动静交替节奏之中。整节课始终处于一种动静交替节奏之中。2 主导与主体。对半径和周期公式的推导，可让学生主导与主体。对半径和周期公式的推导，可让学生自己推导，使知识前后联系。体现主导与主体结合的自己推导，使知

6、识前后联系。体现主导与主体结合的原则。原则。(二二)教学手段教学手段采用自制教具、洛仑兹力演示仪传统教学手段，采用自制教具、洛仑兹力演示仪传统教学手段，又用计算机、投影仪等现代化手段，两种手段并用，又用计算机、投影仪等现代化手段，两种手段并用，既激发了兴趣，又增大了课堂的容量，提高了课堂的既激发了兴趣，又增大了课堂的容量，提高了课堂的效率。效率。三三、教教学学程程序序（一一） 新新课课导导入入通通过过演演示示三三种种轨轨迹迹教师提出问题：教师提出问题： “为什么平行进入磁场的带电粒子“为什么平行进入磁场的带电粒子作直线运动” 、作直线运动” 、 “为什么垂直进入磁场的带电粒子作圆周“为什么垂直

7、进入磁场的带电粒子作圆周运动呢？”这是学生脑海中想问的问题，师生简单对话，运动呢？”这是学生脑海中想问的问题，师生简单对话，顺其自然导入新课。顺其自然导入新课。（二二）新新课课教教学学1 复习左手定则复习左手定则 利用自制教具帮助学生利用自制教具帮助学生建立建立 B、V、f 三者的空间三者的空间方位，培养空间想象能力。方位，培养空间想象能力。引导得出引导得出“没有任何力，“没有任何力，使粒子离开洛仑兹力和速使粒子离开洛仑兹力和速度所决定的平面。 ”度所决定的平面。 ” 从而建立粒子作平面运从而建立粒子作平面运动，培养学生的推理能力。动，培养学生的推理能力。2 根据上节讲过的洛仑兹力的特点，根据

8、上节讲过的洛仑兹力的特点， “洛仑兹“洛仑兹力永远和速度垂直，只改变速度的方向，不改变力永远和速度垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小” ，建立匀速圆周运动的模型。速度的大小” ，建立匀速圆周运动的模型。3 为巩固模型的建立，教师利用计算机模拟为巩固模型的建立，教师利用计算机模拟粒子匀速圆周运动，突破教学难点。粒子匀速圆周运动，突破教学难点。4 复复习习向向心心力力知知识识，结结合合洛洛仑仑兹兹力力知知识识，由由学学生生自自己己推推导导半半径径和和周周期期公公式式。5 为为巩巩固固半半径径和和周周期期公公式式进进行行两两组组巩巩固固练练习习，由由学学生生计计算算后后，由由教教师师进进行行计

9、计算算机机模模拟拟从从而而得得出出：电电性性的的正正负负决决定定偏偏转转方方向向半半径径与与速速度度成成正正比比周周期期与与速速度度、半半径径无无关关（三三）典典型型例例题题示示范范本本例例即即考考察察了了半半径径公公式式又又联联系系了了电电场场知知识识，同同时时为为下下一一节节讲讲“回回旋旋加加速速器器”作作出出了了准准备备。（选选自自金金榜榜练练习习册册）根根据据学学生生底底子子差差，由由浅浅入入深深循循序序渐渐进进，确确定定练练习习内内容容。（四四）反反馈馈练练习习（五五）归归纳纳总总结结强强调调带带电电粒粒子子作作匀匀速速圆圆周周运运动动需需要要的的两两个个必必要要条条件件：1 1 匀

10、匀强强磁磁场场 2 2 垂垂直直进进入入。 掌掌握握半半径径和和周周期期公公式式，明明确确半半径径和和速速度度成成正正比比，周周期期与与半半径径和和速速度度无无关关。带带电电粒粒子子的的圆圆周周运运动动一一 教教材材分分析析与与处处理理二二 教教材材方方法法与与手手段段三三 教教学学程程序序1 地位与作用地位与作用2 目标与能力目标与能力3 重点与难点重点与难点4 学生与教材学生与教材动静结合动静结合主导与主体主导与主体传统与现代传统与现代演示设疑，导入新课演示设疑，导入新课自制教具，突破难点自制教具，突破难点推导模拟，巩固重点推导模拟，巩固重点例题示范，练习总结例题示范，练习总结带电粒子的圆

11、周运动带电粒子的圆周运动一一 轨轨迹迹B/V 直线直线BV 圆周圆周B 与与 V 不平行不平行螺旋线螺旋线二二 规规律律带带电电粒粒子子垂垂直直进进入入匀匀强强磁磁场场作作匀匀速速圆圆周周运运动动。三三 半半径径与与周周期期r= mv/BqT=2m/Bq1.半径与速度成正比半径与速度成正比2.周期与半径、速度无关周期与半径、速度无关四四、例例题题五五、 小小结结六六、练练习习巩巩固固性性练练习习1 1 、 B B= = 0 0. .2 2 T T ，m m= =1 10 0- -5 5 k kg g , , q q= =0 0. .0 03 3C C v v= =5 50 0m m/ /s s

12、求求：r r= = , , T T= = 。2 2 、 B B= = 0 0. .2 2 T T ，m m= =1 10 0- -5 5 k kg g , , q q= =0 0. .0 03 3C C v v= =4 40 0m m/ /s s求求：r r= = , , T T= = 。3 3 、 B B= = 0 0. .2 2 T T ，m m= =1 10 0- -5 5 k kg g , , q q= =0 0. .0 03 3C C v v= =3 30 0m m/ /s s求求：r r= = , , T T= = 。4 4 、 B B= = 0 0. .2 2 T T ，m m=

13、 =1 10 0- -5 5 k kg g , , q q= =- -0 0. .0 03 3C C v v= =3 30 0m m/ /s s求求：r r= = , , T T= = 。典型例题典型例题质谱仪是一种测定带电粒子质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，质量和分析同位素的重要工具，结构如图所示。离子源结构如图所示。离子源 S 产生质产生质量量 m, 电量为电量为 q 的正离子，离子的正离子，离子产生出来时速度很小，可以认为产生出来时速度很小，可以认为速度为零，正离子经过加速电压速度为零，正离子经过加速电压U 加速进入磁感强度为加速进入磁感强度为 B 的匀强的匀强磁场，

14、沿半圆周运动，到达记录它的照相底片上的磁场，沿半圆周运动，到达记录它的照相底片上的 P 点，点，测得测得 P 点到达入口点到达入口 S1 的距离为的距离为 X。证明离子质量为。证明离子质量为 m=反反馈馈练练习习1 某某带带电电粒粒子子在在匀匀强强磁磁场场中中只只受受洛洛仑仑兹兹力力作作用用，作作匀匀速速圆圆周周运运动动。A、 洛洛仑仑兹兹力力提提供供做做圆圆周周运运动动的的向向心心力力B、 洛洛仑仑兹兹力力有有可可能能改改变变粒粒子子的的动动能能。C、 洛洛仑仑兹兹力力一一定定是是变变力力D、 粒粒子子的的动动能能保保持持不不变变3 如图所示，速度相同的电子和质子从缝如图所示，速度相同的电子

15、和质子从缝 O 处射入匀处射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，入射的方向在纸面强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，入射的方向在纸面内并与内并与 cdoab 垂直，图中画出了四个圆弧垂直，图中画出了四个圆弧（其中一个是（其中一个是电子轨迹，有一个是质子轨迹， ）电子轨迹，有一个是质子轨迹， ）oa 和和 od 的半径相同，的半径相同，则电子的轨迹是：则电子的轨迹是：2 有有电电子子、质质子子（H）氘氘（H）氚氚（H） ，以以同同样样的的速速度度射射入入一一匀匀强强磁磁场场中中，它它们们都都做做匀匀速速圆圆周周运运动动，则则轨轨道道半半径径最最大大的的粒粒子子是是 ，周周期期最最大大的的粒粒子子是是 。A、 oa; B、 ob;C、 oc; D、 od4 如如图图所所示示，正正方方形形容容器器处处在在匀匀强强磁磁场场中中，束束电电子子从从a 孔孔垂垂直直于于