2022年带电粒子在磁场中的运动质谱仪物理教案.docx

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1、2022年带电粒子在磁场中的运动 质谱仪物理教案 带电粒子在磁场中的运动 质谱仪 一、素养教化目标 （一）学问教学点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（二）实力训练点通过推理、推断带电粒子在磁场中的运动性质的过程，培育学生严密的逻辑推理实力（三）德育渗透点通过学习质谱仪的工作原理，理解高科技的巨大力气（四）美育渗透点用电子射线管产生的电子做圆周运动的精致图像感染学生，提高学生对物理学图像形式美的审美感受力二、学法引导1、老师通过演示试验法引入，复习提问法引

2、导学生分析推导粒子做匀速圆周运动的缘由、规律通过例题讲解，加深理解2、学生仔细视察试验现象，结合运动和力的关系分析缘由，总结规律，主动思索、探讨例题，对规律加深理解、提高应用实力三、重点难点疑点及解决方法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3、疑点带电粒子的重力通常为什么不考虑？4、解决方法复习力学学问、引导同学利用力与运动的关系分析，探讨带电粒子在磁场中的运动状况。四、课时支配1课时五、教具学具打算演示用特制的电子射线管。六、师生互动活动设计老师先通过演示试验引入，再启发引导学生用力学学问分析缘由，推导规律，通过例题

3、讲解，学生思索和探讨进一步加深对学问的理解，提高学生运用学问解决实际问题的实力。七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节教学首先通过演示试验告知学生，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这一结论，然后试着用力与运动的关系分析粒子为什么做匀速圆周运动，再由学生推导带电粒子在磁场中的运动半径和周期，依据力学学问，重点是理解运动半径与磁感应强度、速度的关系；运动周期与粒子速率和运动半径无关（三）重点、难点的学习与目标完成过程1、引入新课上一节我们学习了洛仑兹力的概念，我们知道带电粒子垂直磁场方向运动时，会受到大小 ，方向始终与速度方向垂直的洛仑兹力作用，今

4、日我们来探讨一下，受洛仑兹力作用的带电粒子是如何运动的？2、粒子为什么做匀速圆周的运动？首先通过演示试验视察到，当带电粒子的初速度方向与匀强磁场方向垂直时，粒子的运动轨道是圆在力学中我们学习过，物体作匀速圆周运动的条件是物体所受的合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直当带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时，通常它的重力可以忽视不计（请同学们探讨），可看作只受洛仑兹力作用，洛仑兹力方向和速度方向在同一个平面内，由于洛仑兹力方向总与速度方向垂直，因而它对带电粒子不做功，依据动能定理可知运动粒子的速度大小不变，再由 可知，粒子在运动过程中所受洛仑兹力的大小即合外力的大小不变，依据物体作匀速圆周运动的条件

5、得出带电粒子垂直匀强磁场运动时，作匀速圆周运动3、粒子运动的轨道半径和周期公式带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时做匀速圆周运动，其向心力等于洛仑兹力，请同学们依据牛顿其次定律，推导带电粒子的运动半径和周期公式经过推导得出粒子运动半径 ，运动周期 。运用学过的力学学问理解，当粒子运动速度较大时，粒子要离心运动，其运动半径增大，所以速度大，半径也大；当磁场较强时，运动电荷受洛仑兹力增大，粒子要向心运动，其运动半径减小，所以磁感应强度大，半径小由于带电粒子运动速度大时，其运动半径大，运动轨迹也长，可以理解粒子运动的周期与速度的大小和轨道半径无关为了加深同学们对半径和周期公式的理解，举下面的例题加以练习

6、 例1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几个？（2）这些速度的大小关系为 （3）三束粒子从O点动身分别到达1、2、3点所用时间关系为 4、质谱仪首先请同学们阅读课本上例题的分析求解过程，然后组织学生探讨质谱仪的工作原理（四）总结、扩展本节课我们学习了带电粒子垂直于匀强磁场运动的状况，经过试验演示和理论分析得出粒子做匀速圆周运动并依据牛顿运动定律得出粒子运动的半径公式和周期公式最终我们探讨了它的一个详细应用质谱仪但应留意的是假如带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时，带电粒子将不再是作匀速圆周运动八、布置作业 （1）P156（1）（6）九、板书设计五、带电粒子在磁场中的运动 质谱仪一、运动轨迹粒子作匀速圆周运动二、半径和周期运动半径：运动周期：三、质谱仪