带电粒子的运案.doc

学院：物电学院 班级：09物理D 姓名:陈亚兴 学号:094090185 教学内容：高中二年级物理 带电粒子在磁场中的运动 教 学 目 标 1.知识与能力: （1）学会使用左手定则判断 （2）掌握带电粒子在磁场中偏转的基本规律； （3）学会使用基本规律分析质谱仪，电子荷质比的基本方法； 2. 过程与方法: （1）学习观察现象，理论推导的方法探究结论 ； （2）运用运动学的基本知识解决实际应用科技中的运用； 3.情感态度与价值观: 养成事实求是的科学态度；通过观察电子管内电子束收到磁场作用时发生偏转，引导学生探究现象发生的本质，增加学生物理学习的兴趣。 教学 重点 （1）洛伦兹力的计算和方向的测量； （2）带电粒子在受洛伦兹力作用下的运动半径和周期 教学 难点 （1）学会理论分析电子束偏转的情况； （2）带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小和方向 （3）运动半径和周期的计算 教学 方法 实验观察，理论推导法 板 书 设 计 带电粒子在磁场中的运动 一、洛伦兹力 洛伦兹力的定义：带电粒子在磁场中运动时受到磁场的作用力，成为洛伦兹力，记为f洛 计算方法：f洛=qvB 洛伦兹力的测量方法：左手定则 二、粒子运动的规律 粒子仅受到洛伦兹力的作用，而当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小 ，当带电粒子平行磁场方向运动时，不受洛仑兹力。 受到洛伦兹力提供向心力，粒子做圆周运动，运动的半径为R=mv/qB ，运动的周期为 T=2∏m/qB。 三、应用 荷质比测量，鉴定不同的带电粒子： 质谱仪； 教学过程与内容 教法学法与补记 一、课前准备 布置学生完成 “课前预习”部分，了解粒子运动的基本规律。 二、导入新课 观看视频，了解电子管的电子束在蹄形磁铁的作用下，电子束发生了偏转，移开磁铁，电子束恢复直线，引导学生猜想该现象的原因，复习运动学的基本观点，导出偏转原因为受力的作用； 三、研究粒子运动状况 (一)洛伦兹力 提问：电子束在磁铁的作用下发生了偏转，是什么促使此现象的发生？ 复习运动学的基本规律，引导学生回忆物体之所以改变运动状况，原因在于受到力的作用。 引导出洛伦兹力的基本概念，介绍洛伦兹力的大小计算方法，方向的判断方法。 拓展提问：若是粒子运动的方向与磁场的方向不垂直，此时该如何计算？ 运用洛伦兹力的判断方法，判断出当运动方向与磁场方向平行时，带电粒子受到的洛伦兹力为0；垂直之时则可使用计算式 f洛=qvB计算，可将速度方向沿平行和垂直的方向分解，以求解洛伦兹力。 （二）粒子受到洛伦兹力作用的运动规律 粒子在受到洛伦兹力作用时候（忽略重力的影响），由于洛伦兹力垂直于速度方向，因此，洛伦兹力对粒子不做功，不改变粒子的速度大小，仅改变方向，粒子做匀速圆周运动。 运动的半径R和周期T推导： f洛=ma=mv^2/R=mRw^2 ， T=2∏/w 所以，R=mv/qB ， T=2∏m/qB 。 (三)实际应用 W.Thomson 测荷质比的方法 × × × × × × × × × × × × × × × × × × + + - - k A A’ S o o’ 　　汤姆孙测荷质比 -e -e 当E 和B 的值适当时，可使电子束不偏转，即 ， ， 或 切断电场，电子在磁场中作圆周运动，据圆周半径公式可知： 电子运动出磁场后依惯性前进。由屏S上光点偏移量和仪器参数可测算出R的值。 四、总结提升 带电粒子在磁场中的运动属于高考中的重点，适时进行小结复习，可强化学生的记忆和理解。 五：诊断评价 此节评价的主要方法为习题练习，即可巩固学习的知识，又可以适当接触高考的题型，让学生做到心中有数。此节内容主要为联系电学的基本内容，加之以磁场的基本知识加以考察。 例题1. 如下图所示，有界匀强磁场长0.3m、宽0.1m,磁感应强度B＝100T，质量0.01kg、带电量0.001k的带电粒子沿磁场下边界以水平初速度入射，不计重力，求①要使粒子恰好能沿磁场右边界上端射出，粒子的初速度应是多大？②如果粒子垂直于磁场上边界射出其初速度是多大？③如果粒子从磁场左边界上端射出其初速度是多大？ ①解这类题的关键在于首先找出粒子作圆周运动的圆心：由粒子进入磁场的入射点及离开磁场的出射点，分别作圆轨迹的切线，与切线相垂直的就是半径，两条半径的交点当然就是圆心了。 ②粒子垂直于磁场上边界射出，轨迹如右图。可见此时 R = AD = 0.1m ③当粒子由A点射出时，R ＝AD/2 = 0.05 m 巩固练习 教 后 反 思 物理是实验学科，很多物理现象都要通过观察现象，在进行提出猜想，在从理论上证明。本节课，物理理论推导贯穿教学全过程，对于物理知识的联系与运用较为突出。 教学中引导