洛伦兹力与现代技术.docVIP

《洛伦兹力与现代技术》教学设计 广东梅县东山中学物理组 洪华标 教学内容 课标中的内容 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用，认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。 教材中的内容 本节课是粤教版物理选修3——1第三单元第六节的教学内容，是在“探究洛伦兹力”的基础上，进一步探究带电粒子在磁场中的运动，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，计算这类课题如果沿用“讲解原理，介绍结构”的传统教法，很可能造成教师呆板地讲、学生被动地听的局面．学生所获得的也只是些静态的知识（现成结论），而那些蕴含于研究过程中的动态知识（科学方法等），却得不到应有的开发本试图改变这种状况，按照“教师为主导，学生为主体，过程为主线”的教学设想，采取了引导探究的教学方法把教材内容有机地划分成若个探究，并辅之以一系列环环相扣的问题，铺设成一条通往知识高峰的阶梯，并力求拓展课题的探究过程，尽量扩大学生的活动空间．知识目标1)理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，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)知道质谱仪的工作原理情感通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程，培养学生严密的逻辑推理能力 教学重点和难点 1、重点　　带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期2、难点确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动．粒子为什么做匀速圆周的运动？f洛? v的关系怎样？ ②f洛 ? ③f洛? ④带电粒子在磁场中运动有什么特点？ 分小组讨论，然后每组选一位学生回答. 通过问题,引导学生分析课题 多媒体 10 讲解 带电粒子垂直进入匀强磁场，洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用，因此粒子的运动一定是匀速圆周运动 观看flash动画 理解粒子作匀速圆周运动 突破难点 多媒体 12 归纳 既然带电粒子垂直进入匀强磁场时作匀速圆周运动，那么下面我们来研究它的半径和周期。 提起精神 转入重点 15 提出探究小课题3 一个带电粒子的质量为m，电荷量为q,速率为v,它在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径和周期是多大呢？ 根据匀速圆周运动知识和洛伦兹力提供向心力解决问题。 创设物理情境 多媒体 18 讲述 结合多媒体投影讲解探究小课题3(见课程资源) 观看投影 多媒体 19 探究问题2 从上面分析可以看出，粒子的半径和周期与哪些因素有关呢？ 讨论与交流 拓展 多媒体 20 归纳 我们可以看出带电粒子的半径与运动速率成正比；而周期与运动速率无关。 知道半径和周期的决定因素 23 提出探究小课题4 例题：一个质量为m，电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔s1 飘入电势差为U 的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为 B的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上。 求：1、粒子进入磁场时的速率 2、粒子在磁场中运动的轨道半径。 思考并解答 创设物理情境,加深同学们对半径和周期公式的理解 多媒体 25 讲解 结合多媒体投影讲解探究小课题4(见课程资源) 认真听讲 学习使用公式 多媒体 26 拓展 如果容器A中含有电荷量相同而质量微小差别的带电粒子经过S1和S2之间电场加速，它们进入磁场将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上 形成若干的谱线状细条，叫质谱线，每一条谱线对应于一定的质量。从谱线的位置可以知道圆周运动的半径。如果再已知带电粒子的电荷量，就可以算出它质量，这种仪器叫质谱仪。 形成质谱仪的概念 知道质谱仪 多媒体 27 提出探究小课题5 在现代物理学中，人们要用到能量很高的带电粒子去轰击各种原子核，观察它们的变化情况。怎样才能在实验室大量生产高能量的带电粒子呢？(参与学生讨论) 分小组进讨论,提出解决方案 体现师生互动 多媒体 29 学习评价 就学生提出的方案按其可行性，给予适当的评价 对方案给予及时的评价 30 探究问题3 如果加速电压为u，带电粒子电量为q．带电粒子从静止可加速到能量为多少？ 利用能量守恒得出带电粒子可获得的能量E=qU 创设物理情境 多媒体 31 探究问题4 这种加速器受到实际所能达到的电势差的限制，粒子获得的能量并不太高，只能达到几十万到几兆电子伏。如何才能获得较大的能量呢？ 学生讨论，并能得出采取多级加速的办法使粒子获得较大的能量。 32 讲述 这是合乎道理的想法。实际上，也的确存在这这个多级加速器，我们叫做“直线加速器”，目前已经建成的直线加速器有几公里，甚至几十公里长。 知道直线加速器 33 提出探究小课题6 直线加速器占地面积太大，能否既让带电粒子多次加速，获得较高能量，又尽可能减少占地面积呢？ 思考并提出方案：外加