【核心素养】1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 教学设计+说课稿(表格式)

文档属性

名称 【核心素养】1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动 教学设计+说课稿(表格式)
格式 zip
文件大小 2.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-08-08 16:55:24

文档简介

带电粒子在匀强磁场中的运动说课稿
尊敬的各位老师,大家好!我说课的题目是“带电粒子在匀强磁场中的运动”。对于本节课我分说教材、说教法、说学法、说教学程序四大部分进行说课。
首先来谈一下我对教材的认识:带电粒子在磁场中的运动是人教版高中物理选修2第一章第3节的内容。《安培力与洛伦兹力》本章节主要讲述了带电粒子在匀强磁场中的运动规律,涉及到洛伦兹力、磁感应强度以及带电粒子在磁场中的速度、加速度等概念,为后续章节奠定基础。教材重点介绍了带电粒子在磁场中的三种运动情况:直线运动、圆周运动和螺旋运动,并讨论了它们的条件与应用本章节还涉及到磁场对带电粒子运动轨迹的影响,使学生了解磁场对物体运动的影响,并理解磁场在生活中的实际应用。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。
下面我侧重来谈一下本节课的重点和难点:教学重点在于洛伦兹力的概念及其在带电粒子运动中的应用,以及带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的规律。教学难点在于理解磁场对带电粒子的作用力与粒子速度、磁场强度之间的关系,以及如何运用这些知识解决实际问题
本节课的学法是:通过学生观察演示实验并对实验结果产生疑问,引导学生对实验结论进行探究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,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。
下面是我本次说课的核心内容,教学程序设计。对于本节课我分以下几个环节进行教学。
新课开始,首先观看视频,高能粒子在生活中的应用,引起学生兴趣,让学生见识一下,高能粒子在生活中广泛应用。通过上面的视频,我们可以看到高能粒子在生活中有广泛的应用,我们所学的知识,就是为了我们生活的方便,那么如何获得高能粒子,学了这节课,大家就知道啦。巧妙地引导学生学习本节课。复习带电粒子在磁场中的受到的力及一些基本知识,设计几个小问题,让学生为本节课做知识储备,然后通过几个情景,让学生由浅入深,循序渐进地来探究本节课带电粒子在匀强磁场中的运动情况。
首先是情景1、在不计重力的情况下,带电粒子平行电场方向进入匀强电场时会做什么运动呢?
情景2、在不计重力的情况下,带电粒子平行磁场方向进入匀强 磁场时会做什么运动呢?
情景3、在仅受电场力的情况下,带电粒子垂直电场方向进入匀强电 场时会做什么运动呢?
情景4、在仅受磁场力的情况下,带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?
通过一个一个情景的设置,逐步探究出带电粒子在匀强磁场中的运动情况。学生探究出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.
然后提出问题:带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动的半径与哪些因素有关呢?学生观察实验视频,通过实验观察,可直观的知道带电粒子的运动情况。
实验现象:粒子速度越大——半径越大,磁感应强度越大——半径越小
观察实验现象可以看到,速度越大,带电粒子的半径越大,磁感应强度越大,半径越小,进一步提出问题,那么有没有定量的表达式呢?
洛伦兹力提供向心力,q v B=mV2/r
半径公式:
周期公式:
给学生说明一下,螺旋式运动的情况。
通过推导半径r和周期T表达式,知道影响半径和周期时的因素。
然后进行知识应用。题目的难度也是循序渐进的。
例1、电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动,其中轨道半径最大的是( )
A.电子 B.质子 C.氘核 D.氚核
例2、同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中,其运动轨迹如图所示,则可知:
(1)带电粒子进入磁场的速度值有______个。
(2)这些速度的大小关系为_______________。
(3)三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为_______________。
例3、一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,然后经过 S3 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上求:
(1)求粒子进入磁场时的速率
(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径
通过例题三可以知道,这个装置可以用来测带电粒子的质量,也可以分离同位素。
介绍发明质谱仪的科学家。教师引导学生对结果进行讨论,让学生了解有关质谱仪的知识。让学生了解质谱仪在科学研究中的作用。让学生了解我们所学知识的作用,为我们探究这个世界提供方法。
为了使学生对本节课有一个整体的认识,接下来我安排了一个课堂小结,对本节课所学的知识进行梳理,并再次突出本节课的重点。本堂课从带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动入手,分析其运动原因,联系以往的知识,推导出粒子作匀速圆周运动的半径、周期公式,对题目中可能出现的情况所对应的解题方法进行了指导,采用多媒体的手段观看了带电粒子匀速圆周运动的轨迹,通过对两道例题的仔细剖析,明确了带电粒子匀速圆周运动的主要特点,及如何找到解题中的关键点,从而达到能熟练应用公式解题的目的。作业:课后练习1、2、3。年级/学科 高二物理 教材 人教版选修2
课 题 带电粒子在匀强磁场中的运动
教学目标 物理观念∶察洛伦兹力作用下的圆周运动,体会洛伦兹力对运动的影响。科学思维∶通过圆周运动半径、周期公式的推导,析带电粒子在磁场中的运动轨迹,体会数学方法在物理中的重要作用。科学探究:采用洛伦兹力演示仪,通过控制变量法,研究影响电子束运动轨迹的因素。科学态度与责任∶借助数学方法解决物理问题的过程,感悟科学推理的重要意义。
教学重点 带电粒子在匀强磁场中的运动的受力分析及运动径迹。
教学难点 带电粒子在匀强磁场中的运动的受力分析及运动径迹。
教法学法 阅读理解、启发引导、探究,分析总结
教 学 过 程(设计意图、教与学的方式、师生互动方式在教案中有所体现)
教学步骤 教 学 内 容 设 计 意 图
引入新课进行新课 观看视频,高能粒子在生活中的应用通过上面的视频,我们可以看到高能粒子在生活中有广泛的应用,我们所学的知识,就是为了我们生活的方便,那么如何获得高能粒子,学了这节课,大家就知道啦。今天,我们就来学习3.6带电粒子在匀强磁场中的运动。带电粒子重力的问题,再来复习一下。复习提问:什么是洛伦兹力?它与安培力的关系?洛伦兹力的方向如何判定?此力是否对带电粒子做功?带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?4、带电粒子在电场和磁场中受力情况有何不同?学生探究以下情景中,带电粒子的运动情况。情景1、在不计重力的情况下,带电粒子平行电场方向进入匀强 电场时会做什么运动呢?情景2、在不计重力的情况下,带电粒子平行磁场方向进入匀强 磁场时会做什么运动呢?情景3、在仅受电场力的情况下,带电粒子垂直电场方向进入匀强电 场时会做什么运动呢?情景4、在仅受磁场力的情况下,带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢?学生探究出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。思考:带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动的半径与哪些因素有关呢?学生观看视频实验现象:粒子速度越大——半径越大,磁感应强度越大——半径越小观察实验现象可以看到,速度越大,带电粒子的半径越大,磁感应强度越大,半径越小,那么有没有定量的表达式呢?洛伦兹力提供向心力,q v B=mV2/r半径公式:周期公式:给学生说明一下,螺旋式运动的情况。 例1、电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动,其中轨道半径最大的是( )A.电子 B.质子 C.氘核 D.氚核 例2、同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场中,其运动轨迹如图所示,则可知: (1)带电粒子进入磁场的速度值有______个。 (2)这些速度的大小关系为_______________。 (3)三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间关系为_______________。例3、一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,然后经过 S3 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上求: (1)求粒子进入磁场时的速率 (2)求粒子在磁场中运动的轨道半径通过例题三可以知道,这个装置可以用来测带电粒子的质量,也可以分离同位素。介绍发明质谱仪的科学家。教师引导学生对结果进行讨论,让学生了解有关质谱仪的知识。让学生了解质谱仪在科学研究中的作用。小结:1、带电粒子在匀强磁场中的运动:当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。轨道半径 r= ①周期 T= ②2、应用 质谱仪。 引起学生兴趣,让学生见识一下,高能粒子在生活中广泛应用。复习带电粒子在磁场中的受到的力及一些基本知识,为本节课做知识储备。引发学生的思考,更是对之前所学知识的综合应用。通过一个一个情景的设置,逐步探究出带电粒子在匀强磁场中的运动情况。通过实验观察,可直观的知道带电粒子的运动情况通过推导半径r和周期T表达式,知道影响半径和周期时的因素。做例题,应用所学知识。 让学生了解我们所学知识的作用,为我们探究这个世界提供方法。
板 书设 计 带电粒子在匀强磁场中的运动1、带电粒子在匀强磁场中的运动:当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。轨道半径 r= ①周期 T= ②应用 质谱仪。
教 后 反 思 《带电粒子在匀强磁场中的运动》内容,而带电粒子在磁场中的运动问题一直以来是高考和各地模拟考的热点与难点。对于学生来说,之所以难,是因为这些话题往往结合了运动学和复合场的知识,抽象的空间想象和复杂的运动过程。这节课讲的是《带电粒子在匀强磁场中的运动》,主要研究的是带电粒子运动速度和磁场垂直的情况时,带电粒子做的匀速圆周运动的情况。半径和周期的表达式以及如何推导出来的,详细讲解,让学生体会到匀速圆周运动的向心力是由洛伦兹力提供的。本节课是要让学生探究出带电粒子在匀强磁场中做的运动情况,步步推进。自己在备课的时候就在思考这样一个问题,这节课的教学设计注意了知识的广度,主要是带电粒子在电场中的曲线运动的常见情形和基本解题方法的讲解,而知识点间的联系不够,有没有一种更好的学生更容易接受的模式呢 本节课可以只讲授带电粒子在匀强电场中的偏转及其应用,通过展示学生的完成情况,发现问题所在,针对所出现问题进行重点讲授。通过这门课的教授,我觉得我收获了很多。我非常感谢物理组所有同事的指导和帮助。在未来的教学中,我会更加严格地要求自己,把每一节课都当成一个开放的课堂,严格要求自己,认真对待学生。