高中物理-第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计学情分析教材分析课后反思

4第六节带电粒子在匀强磁场中的运动【复习引入】我们前面学习了带电粒子垂直匀强磁场进入磁场，要受到洛伦兹力：大小？方向？【教学目标】1、让学生掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动中解决确定圆心、半径、运动轨迹、周期、运动时间等相关问题．2、让学生知道学会处理带电粒子在有界磁场中运动的临界问题.【课堂探究】探究一：带电粒子在磁场中的运动--圆心和轨迹的确定方法例1、试大致画出以下几种情况下带电粒子的运动轨迹．直线边界平行边界(3)圆形边界研究轨迹，总结规律：1、圆心的确定方法：。2、直线边界磁场中粒子的运动轨迹有什么规律：。3、圆形磁场中粒子的运动轨迹有什么规律：。探究二:带电粒子在匀强磁场中的运动--半径和运动时间的确定方法例2、如图所示，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q的的粒子，以速度v从O点射入磁场，角θ已知，粒子重力不计，则：(1)画出粒子在磁场中大致运动轨迹？（2）求出粒子运动的半径？（3）粒子离开磁场的位置距入射点的距离？（4）粒子在磁场中的运动周期？（5）粒子在磁场中的运动时间？针对训练1、如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出，若∠AOB＝120°，求：(1)画出粒子在磁场中运动轨迹的圆心？（2）求出粒子运动的半径？（3）粒子在磁场中的运动周期？（4）粒子在磁场中的运动时间？总结：1．半径的确定方法：。2．运动时间的确定方法：。探究三:带电粒子在有界磁场中运动--临界或极值问题例3、一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一电荷质量为m、带电荷量为－q，不计重力，以某一速度(方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？【合作探究问题】：以不同速度大小入射的粒子的运动轨迹有何不同？试着画出来。你能找到粒子从右边界射出的临界条件？画出临界轨迹？根据临界轨迹，如何求出圆周运动的半径？如何根据半径求出速度？针对训练2：如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）A、2Bed/mB、Bed/mC、Bed/(2m)D、3Bed/m总结：有界磁场区域，一般存在临界问题，处理的方法是;射出或不射出磁场的临界状态一般是。【课堂小结】今天你学到了哪些内容？【检测题】1、边长为a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA：vC=____；所经历的时间之比tA：tB=____。2.如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？3.长为l的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感强度为B，板间距离也为l。现有一质量为m、带电量为+q的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度v0应满足什么条件?学情分析对带电粒子在匀强磁场作圆周运动的圆心确定和轨迹确定，以及半径的求法和运动时间的求法是本节课的一个重点，磁场由于其存在的抽象性，学生没有感性认识，再者对匀速圆周运动与向心力认识的生疏遗忘以及缺乏左手定则与空间想象能力相结合的应用，所以这又成为本节课的一个难点。本节课的重点是确定半径和运动时间。其关键是确定带电粒子作匀速圆周运动的圆心位置、半径大小从而画出微观粒子的运动轨迹。本节课的另一难点是临界条件的找法。本节课通过复习引入，通过让学生自己画有界磁场中的轨迹，引导学生对从轨迹上观察，从而得出带电粒子在磁场中的运动规律。对于带电粒子做匀速圆周运动的半径公式、周期公式，结合以前所学的知识，以合作探究的方式进行学习，通过例题，先让学生讨论，再让学生总结规律，这样可以使学生主动积极地参与到学习中来，充分体现出学生的主体地位，让学生在探究的过程中体验和发现成功的喜悦。效果分析1.本节课的导入部分，复习运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力，进而结合力和运动的关系，引出粒子在洛伦兹力的作用下什么样的运动？水到渠成，激发学生的思考。2.在确定圆心和画轨迹部分：大多数同学画圆周轨迹的时候不用圆规，后续还有加强提醒；学生基本上都掌握了圆心的确定方法以及在有界磁场中运动轨迹的特点，会画轨迹了。3.在半径和运动时间的确定部分：学生通过两道做两道例题，从题目中总结除了求半径的两种方法和求运动时间的方法，所有学生都能掌握。4.在找临界条件这一部分：学生找起来很困难，经过学生的讨论，最后也总结出了找临界条件的方法，但这里毕竟有些难度，后续还有加强这方面的训练。教材分析«带电粒子在匀强磁场中的运动»是人教版高中物理选修3-1第三章«磁场»一章最后一节的内容，属于洛伦兹力知识的应用。《磁场》一章主要讲述磁场以及磁场与带电物体之间的力学联系，是高二电磁部分的重点章节之一，而本节课又是此章的重中之重，在历届高考命题尤其是综合计算题部分屡次出现，是本章教学不可忽视的一个重要环节。本节课的理论基础是力学部分曲线运动知识，尤其是匀速圆周运动和向心力相关内容以及前一节洛仑兹力概念和特点等内容。因此本节课既是力学部分和电磁学部分旧知识的回忆复习，又是将这两部分有机整合进行全新理论的构建过程。通过本节学习，学生一方面加强了洛仑兹力作用特点的认识以及匀速圆周运动向心力概念的把握，另一方面将两者结合最终得出带电粒子在磁场中的运动规律，学生能够充分体会到物理知识的联系性和规律性，这不光有助于他们学会知识，而且使他们会学知识。本节共涉及了三个内容，分别是：确定圆心和轨迹，确定半径和运动时间，临界问题。在本节教学中，第一个知识点是先让学生自己画出运动轨迹，然后根据轨迹总结归纳特点和规律；第二个知识点是先让学生处理两道例题，通过例题总结归纳半径的确定方法；第三个知识点也是通过例题，总结出确定临界值的方法。本节课的重点：1、确定圆心，会画轨迹；2、让学生掌握计算半径的方法，会计算运动轨迹的运动时间．本节课的难点带电粒子在有界磁场中运动的临界问题.评测练习本节课主要是学习带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，考查重点是找圆心，画轨迹，求半径，求运动时间，学会找临界条件；所以本节课共设置了三道习题1、边长为a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA：vC=____；所经历的时间之比tA：tB=____。本习题主要是检测学生有没有掌握画轨迹，找半径，求时间。2.如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？本习题主要是检测学生有没有掌握找半径，求时间。3.长为l的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感强度为B，板间距离也为l。现有一质量为m、带电量为+q的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度v0应满足什么条件?本习题主要是检测学生有没有掌握找临界条件。课后反思通过课前的教学的准备，课上的积极铺垫与引导，本节课顺利高效的完成，有值得以后借鉴的地方也有需要改进的不当之处。为了讲解重点，突破难点，分层设计了多个探究问题，让学生积极参与到课堂探究中来，使学生经历了知识形成的过程，达到了提高课堂效率的目的，采用多种方式提高学生的积极性，及时的进行了针对训练，效果不错。可能由于紧张的原因，声音偏小，语言不太生动活泼。对于推导过程，可以先让学生推导，教师再做总结。今后努力改善自己的课堂教学，争取做到更好。课标分析根据新课程的理念和«课程标准»的要求，以及选修模块的定位，对本节课提出了如下的要求：好计算带电粒子在磁场中的圆周运动。根据«课程标准»提出的三维目标，教科书在呈现知识更加关注学生获取知识的过程，注意循序