興業縣高階中學陳業鋒
一、教學設計思路
這節內容主要是使學生清楚在勻強磁場中帶電粒子在洛倫茲力作用下運動的情況及其成因。有洛倫茲力演示儀和動畫課件的輔助，學生大體理解帶電粒子是做勻速圓周運動，軌道半徑和週期也不難明白，但更多的是讓學生了解過程、細節，如每時每刻洛倫力茲力與粒子速度都是垂直關係，這往往是解決帶是粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動綜合性問題的突破口。而這樣的綜合性題目在高考中常常見到，有時甚至以壓軸題出現，要很好地解決它，不是僅僅知道軌道半徑公式和週期公式就行的，分析出粒子的運動過程，找出其幾何關係，才是解決問題的首要。
為了使學生注意帶電粒子在勻強磁場中運動的過程，採用課件動畫模擬，從而反覆觀察直到學生清楚為止，也驗證著相關的猜想和結果。為了保持思想的流暢和活躍，在觀察動畫或**的同時（或之後），逐步提出有關問題，分解成多個問題，階梯式地上公升，逼近結果，得出結論。
二、教學目標
1．知識與技能
（1）了解顯示電子徑跡的方法
（2）理解帶電粒子垂直射入勻強磁場時的運動性質及相應的軌道半徑和週期
（3）了解質譜儀
2．過程與方法
通過觀察**和動畫，知道洛倫茲力提供向心力，結合勻速圓周運動的公式，得出軌道半徑和週期；利用帶電粒子垂直射入勻強磁場時做勻速圓周運動，製造出質譜儀，是精確測量帶電粒子的質量和分析同位素的一種重要工具。
3．情感、態度與價值觀
通過對帶電粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動的軌道半徑和週期公式的推導，培養學生嚴密的科學態度。
三、教學重點、難點
重點：理解軌道半徑和週期。
難點：帶電粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動的成因。
四、實驗器材及教學**的選擇與使用
洛倫茲力演示儀、多**投影系統。
五、教學方法
提問、討論、講解、觀察、練習反饋。
六、教學過程
1．引入新課
上節課推導出帶電粒子在勻強磁場中受力，即洛倫茲力f=qvb，那麼：垂直射入勻強磁場中的帶電粒子，在洛倫茲力f=qvb的作用下，將會偏離原來的運動方向。則粒子的運動徑跡是怎樣的呢？
2．講授新課
（1）觀察洛倫茲力演示儀，然後投影出它的**
提問：①通過什麼方法觀察到電子的徑跡？（電子射線使管內的低壓水銀蒸氣（或氫氣）發出光輝，顯示出電子的徑跡）
②你觀察到了帶電粒子的是乙個怎樣徑跡？（沒有磁場時，電子的徑跡是直線；外加勻強磁場時，電子的徑跡是圓形）
（2）動畫模擬
仔細反覆觀察《帶正電的粒子在磁場中的運動》動畫，逐步完成下面的問題：
①帶電粒子在什麼條件下做圓周運動？（帶電粒子垂直射入磁場）
②是一種什麼性質的圓周運動？（勻速圓周運動）
③為什麼是勻速圓周運動？（因為帶電粒子受到乙個大小不變、方向總與粒子運動方向垂直的洛倫茲力）
④什麼力提供了向心力？（洛倫茲力f=qvb）
⑤結合勻速圓周運動的有關公式，得出半徑與什麼物理量有關？（）改變動畫中帶電粒子的速度，形象觀察，使學生獲得感性認識，同化理性推導的結果。
⑥帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子做了功嗎？（沒有）
⑦通過觀察左邊的動畫，你聯想到與以前哪種情景的運動相似？（萬有引力提供向心力的人造衛星繞地球或行星繞恆星運動的情景相似）
⑧粒子運動的快慢與什麼因素有關呢？（不立即回答，引出下面的週期問題）
(3)觀察洛倫茲力演示儀，驗證上述思想，強化軌道半徑公式。
(4)觀察《不速度的電子在同一磁場中的運動》動畫。
提問：①你觀察到了乙個什麼有趣的現象？（不同速度的電子在同一磁場中運動，軌道半徑不同，但運動一周的時間相等，即週期相同）
②如何解釋這個現象？（，與帶電粒子速度無關！）
（5）知識反饋與鞏固
觀察《運動電荷垂直於磁場》動畫，由引數選擇的組合，根據學生的實際情況，可以事先或當堂編制一些物理問題，如帶電粒子將朝哪個方向做圓周運動（左手定則的考查）？軌道半徑和週期分別是多少（鞏固軌道半徑和週期公式）？學生回答完後，可以立即從課件上得到驗證。
（6）了解質譜儀
通過《質譜儀原理》課件，了解質譜儀的原理和作用。
（7）小結即板書部分
①帶電粒子垂直射入勻強磁場中是做勻速圓周運動
軌道半徑
週期②應用：質譜儀
七、教學反思
這節課使用多**技術，使得傳統很難講述的問題變得輕鬆，比如帶電粒子的運動徑跡，傳統課很難顯示，用洛倫茲力演示儀也是通過光輝效應間接顯示，而且對於全教室的學生清晰度不高、觀察的可見度低，而應用多**技術就輕鬆地解決了這個問題。由於有了帶電粒子在磁場中徑跡顯示過程，也就使學生了解了其過程，而不是簡單的記憶結果。有了動畫形象的襯托，使學生獲得感性的認識，有利地幫助學生理解理性推導的軌道半徑和週期公式等。
也就說，這節課使用了動畫，突出了學生學習帶電粒子在磁場中運動的過程。
在顯示帶電粒子的徑跡方法上，本堂課只用了水銀蒸汽的光輝效應，沒能用動畫形式展示更多的方法，如雲室法、汽泡室法，可能需要今後作進一步的研究。
帶電粒子在勻強磁場中的運動
考點名稱 帶電粒子在勻強磁場中的運動 帶電粒子在勻強磁場中的運動形式 電偏轉與磁偏轉的對比 關於角度的兩個結論 1 粒子速度的偏向角 等於圓心角 並等於ab弦與切線的弦切角 的2倍 如圖所示 即。2 相對的弦切角 相等，與相鄰的弦切角 互補，即 有界磁場中的對稱及臨界問題 1 直線邊界 粒子進出磁場...
帶電粒子在勻強磁場中的運動
2.帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動 的範圍型問題 例3如圖9 8所示真空中寬為d的區域內有強度為b的勻強磁場方向如圖，質量m帶電 q的粒子以與cd成 角的速度v0垂直射入磁場中。要使粒子必能從ef射出，則初速度v0應滿足什麼條件？ef上有粒子射出的區域？解析 粒子從a點進入磁場後受洛倫茲力作勻速圓周...
3 6帶電粒子在勻強磁場中的運動教案
一 教學目標 一 知識與技能 1 理解洛倫茲力對粒子不做功.2 理解帶電粒子的初速度方向與磁感應強度的方向垂直時，粒子在勻磁場中做勻速圓周運動.3 會推導帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑 週期公式，並會用它們解答有關問題.知道質譜儀的工作原理。4 知道迴旋加速器的基本構造 工作原理 及用途 ...