《带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法》教学设计.doc

《带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法》教学设计 揭东第一中学 林籽葵 一、课标要求： 掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律和解题方法，会用相关规律和方法解决有关问题。 二、教学设计思想： 按照《课标》要求，物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素，如果把这些要素有机地联系起来，达到共同促进的作用，则物理教学的效果会更好，更有利于提高学生的素质。高中物理选修3-1《磁场》一章讲述电磁关系中基本概念之一的磁场以及磁场与带电物体之间的力学联系，是电磁部分的重点章节之一，而《带电粒子在匀强磁场中的运动》则又是此章的重中之重，在学习了这一节有关带电粒子在匀强磁场中的运动规律后，本节课主要针对此类问题的解题方法的归纳与应用，其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洛伦兹力的概念和特点等内容。因此这一节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伦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以及解题的基本思路与方法，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，学好本节内容将增强学生科学素质，能为今后进一步更好地掌握学习方法打下基础。 三、教学目标： （一）知识与技能： 1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动。 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、掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法：找圆心，定半径，画轨迹，圆心角。 （二）过程与方法： 通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在匀强磁场中运动的问题，培养学生的分析推理能力。 （三）情感、态度与价值观： 通过对本节的学习，充分培养学生从物理情景提取归纳解题的方法，享受成功的喜悦。 四、重点与难点： 重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题。 难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。 2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在匀强磁场中运动的问题。 五、课时设计：1课时 六、教法与学法指导： 教法：依据新课程标准的要求和教材内容的特点（本节课是规律课，分析、推理成份居多，而演示实验或学生实验则没有），在本节教学中，教师利用多媒体电脑提出问题，引导学生分析问题，学生通过自己的分析、推理，归纳总结得出结论。把学生从被动学习转化为主动学习，充分体现了“学生主体、教师主导”的教学模式。 学法：讨论归纳法和感知探索法；对学生进行物理解题规范化的学法指导，使他们建立科学、合理、有效的解题方法。 七、教学流程图： 八、教学过程： 复习引入 [问题1]通过上节课的学习，当带电粒子垂直进入匀强磁场时，粒子将做什么运动？[以速度v做匀速圆周运动] [问题2]带电粒子做匀速圆周运动的轨道半径为多少？[] [问题3]带电粒子做匀速圆周运动的周期为多少？[] 下面分四种情况分析归纳带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的基本思想和解题方法。 一、根据始末速度确定轨迹 例1：宽为d的有界磁场，方向垂直纸面向外.一带电粒子的质量为m，电荷量为＋q，以初速度v于A点射入该磁场，速度的方向既垂直于磁场方向，又垂直于磁场的左边界，如图1所示.粒子经磁场偏转后速度与右边界成α＝60°角在B点射出。 求：（1）该磁场的磁感应强度B； （2）带电粒子穿过磁场所用的时间t。 引导学生解答，教师点评： 解析：以带电粒子为研究对象，研究它从匀强磁场中的A点运动到B点的过程，此过程中带电粒子只受到磁场对它的作用力（洛伦兹力），且洛伦兹力始终指向圆心，且大小不变，所以带电粒子作匀速圆周运动，所以可以根据匀速圆周运动的规律和动力学方法求解（洛伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力）。 1、找圆心：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以粒子通过某一点的速度方向与过该点的圆周曲线相切，与过该点的半径垂直，其始、末速度的垂线的交点O即为运动轨迹的圆心，如图2所示。 2、定半径：过出射点B作边界的垂线BC，由几何知识可知，∠AOB=30o，故在RtΔOCB中，有OB=2CB，即圆周的半径为R=2BC。 3、画轨迹：根据找到的圆心和确定的半径在图上用圆规画出轨迹。 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有得该磁场的磁感应强度； 4、圆心角：运动轨迹对应的圆心角为； 5、其它量：所以穿过磁场的时间是： 归纳总结： （一）基本思想：①研究谁？（确定研究对象）带电粒子； ②研究哪个状态或哪个过程？带电粒子从匀强磁场中A点运动到B点的过程； ③受力分析：带电粒子只受