《帶電粒子在磁場中的運動》說課教案

物理教師  王榮輝

一、教材分析：

（一）本節課在教材中所處的地位：

本節課是高中物理的重點內容,也是歷年高考?？嫉牟糠?，在高科技及探索未知世界方面也有著極其廣泛的應用。

（二）教學目標：

1、理解公式 F=qvB 的適用條件和左手定則，并能熟練地應用該公式和左手定則分析有關洛倫茲力的問題

2、理解帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件，掌握勻速率圓周運動的半徑公式與周期公式，并能熟練應用它們分析與解答有關問題

（三）教學重點、難點、關鍵：

重點：帶電粒子作勻速圓周運動的周期和半徑

難點：顯示帶電粒子的運動軌跡

關鍵：確定帶電粒子作勻速圓周運動的圓心位置、半徑大小

二、教學方法和教學手段：

（一）本節課的教學方法是：“引導——探究——總結”

以學生為主體，引導他們的思維，以典型例題的講解，探究知識的本質，以教師為主導，總結其中的物理規律。

（二）本節課采用的教學手段

充分利用多媒體課件的立體感、真實感，形象、生動的展現出微觀粒子的運動軌跡。

三、學法指導

通過勻速圓周運動的運動特點，從題目表面的已知條件，挖掘出隱含的知識要點。結合多媒體課件，讓學生對帶電粒子在磁場中的運動形成完整的直觀的印象，提高確定運動軌跡的能力，從而求出結論。這樣就把學習的主動權交給學生，讓學生在猜想、質疑、討論中探索知識的精髓。

四、教學程序：

（一）導入

講授新課之前，復習帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件，然后告知學生這節課的研究范圍 “帶電粒子在勻強磁場中,只受洛侖茲力時的運動”這一情景。

（二）復習要點 

1、運動規律:

帶電粒子在磁場中運動的五種常見情形。先介紹多媒體的使用方法，從第一種無邊界磁場引入，重點講矩形邊界磁場中的粒子運動，通過幾個不同的速度值來說明帶電粒子的運動時間只與偏向角θ有關，即 t=(θ/2π)T。而對圓形邊界磁場只強調一點“徑進徑出，偏向角等于圓心角”的特點。

帶電粒子在磁場中的運動大體包含五種常見情景（多媒體課件演示）

    ①無邊界磁場：粒子軌跡為完整的圓。

 ②單邊界磁場：軌跡為部分圓弧。

關鍵提示：連接入射點和出射點（或軌跡上任兩點）得到弦，做速度方向的垂線（亦即洛倫茲力方向）和弦的中垂線，交點即為圓心。幾何關系：2Rsin(θ/2)=d（弦長），α=θ/2（如圖）

③雙邊界磁場

關鍵提示：一定要先畫好輔助線（半徑、速度及延長線）。偏轉角由sinθ=L/R求出。側移由R²=L²+（R-y）²求出。經歷時間由t=(mθ)/Bq得出。

注意，這里射出速度的反向延長線與初速度延長線的交點不一定是寬度線段的中點，這點與帶電粒子在勻強電場中的偏轉結論不同！

④矩形邊界磁場

⑤圓形邊界磁場

關鍵提示：畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、連心線）。偏角可由tan(θ/2)=r/R求出。經歷時間由t=(mθ)/Bq得出（如圖）。

注意：由對稱性，射出線的反向延長線必過磁場圓的圓心。

2、典型例題    

安排的三道典型例題從簡到難。通過第一個例題的講解進一步加深學生對帶電粒子在磁場中運動的理解，特別是對如何確定運動軌跡，及其圓心、半徑，偏向角與數學圓周知識中弦切角與圓心角的關系，進一步理解帶電粒子的運動時間只與偏向角θ有關，而與運動路徑無關。

第二個例題為一道高考題，是多粒子運動確定運動區域的問題，這對學生來說較為抽象，它對抽象思維能力要求較高，所以采用先提問學生，由他們說出解這道題的難點，從而突出難點，引發其他學生的求知欲。接著使用多媒體課件來突破這個題目的難點，同時由這個完美的多粒子的運動情景，使學生認識到物理中有許多趣的知識，進而激發學生的學習熱情。

第三個例題可以說是一道難題，所以采用的方法是先帶領學生來共同分析，一起畫出幾個特殊方向的運動粒子的路徑，一直到讓學生自己說出如何來分析粒子能打中感光板的可能區域，這一點很重要，這樣學生會把注意力集中到這個難點上，充分調動自己的思維，以達到我的教學目的。再用多媒體課件進行展示，特別是要解決剛才學生提出疑問的地方。通過進一步的多角度、多方法的展示，直到最終突破難點。

  （三）課堂小結并布置作業

通過本專題的學習，你有何感受？對粒子在磁場中的運動問題是否有了一個清晰的思路和方法？請在學案后面寫出學后感，并把你的體會講給其他同學聽。