《带电粒子在磁场中的运动》教学设计正式版中学教育高中教育中学教育高中教育.pdf

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1、【例题 1】：带电粒子在磁场中的运动教学设计 舟山市南海实验高中伍青松 一、考点预测：1.命题多以计算题形式出现，分值较高，难度较大 2.综合共点力平衡，牛顿运动定律，能量守恒动能定理，圆周运动知识进行考查 3.联系实际考查学生分析问题能力，综合能力和利用数学方法解决问题能力 预计：2015 年高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题 二、学情分析：这部分内容的综合题对学生阅读理解空间想象及物理过程认识和物理规律的 分析能力的要求非常高 学生应用数学知识，几何推理分析是突破的有效手段 三、重点：正确建立完整的物理模型，画出准确、清晰的运动轨迹。四、难点：平面几何知识与物理知识的综合运

2、用 五、教学过程(一)、分析问题的思路回顾：(1)分析问题的动力学依据：_ (2)常用基本公式：_ (3)解决问题的关键：_ (4)突破问题的难点：_ (二)、解决问题的方法归纳：如图，在一水平放置的平板 MN 上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为 B,磁场方 向垂直于纸面向里，许多质量为 m,带电量为+q 的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内的各个 方向，由小孔 O 射入磁场区域，不计重力，不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带 电粒子可能经过的区域,其中 R=mv/qB.哪个图是正确的？()1 R N T N XXX XXX XXX XXX X X 見 X X X X 6 X X 其

3、 X 【变式】：如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场 内有一块平面感光板 ab,板面与磁场方向平行,在距 ab 的距离 L=16cm 处,有一个点状的放射源 S,它向各个方向发射a粒子，a粒子的半径也为 16cm,现只考虑在图纸平面中运动的 a粒子,求 ab 上被a粒子打中的区域 的长度 cl【例题 2】如图所示,一束电子（电量为 e）以垂直于左边界的速度 V 垂直射入磁感应强度为 0 B 宽度为 d 的匀强磁场，若要求电子不从右边界穿出，则初速度 V 有什么要 0 求?0【变式 1】：若初速度向下与边界成 a=60，则初速度有什么要求?（提示：仅完成作图，不计算）【变式

4、2】：若初速度向上与边界成 0 a=60，则初速度有什么要求?（提示：仅完成作图，不计算）【变式 3】：如图所示，一足够长的矩形区域 abed 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强 0 度为 B 的匀强磁场，在 ad 边中点 O 方向垂直磁场射入一速度方向跟 ad 边夹角0=30、大小 为 v 的带电粒子，已知粒子质量为 m 电量为 q,ab 边足够长，ad 边长为 L,粒子的重力 0 不计。求：粒子能从 ab 边上射出磁场的 v 大小范围。0 x i x i I 较大综合共点力平衡牛顿运动定律能量守恒动能定理圆周运动知识进行考查联系实际考查学生分析问题能力综合能力和利用数学方法解决问题能力预计

5、年高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题二学情分析这部分内推理分析是突破的有效手段三重点正确建立完整的物理模型画出准确清晰的运动轨迹四难点平面几何知识与物理知识的综合运用五教学过程一分析问题的思路回顾分析问题的动力学依据常用基本公式解决问题的关键突破问题的难点里许多质量为带电量为的粒子以相同的速率沿位于纸面内的各个方向由小孔射入磁场区域不计重力不计粒子间的相互影响下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域其中哪个图是正确的見其变式如图真空室内存在匀强磁场磁场X X X X dx 【例题 3】如图所示长为 L 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感强度为 B,板间距离也为 L，

6、板不带电，现有质量为 m 电量为 q 的带正电粒子(不计重力)，从左边极 板间中点处垂直磁感线以速度 v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：A.使粒子的速度 v5BqL/4m;X X X X C.使粒子的速度 vBqL/m；X X X X D.使粒子速度 BqL/4mv 0 区域任意方向发射电子，电子的速率均为 v,已知电子的电荷 量为 e、质量为 m.在 Owxd 区域内分布着足够大且垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度.ab 规律总结:剋应気窗昴踱。111鳳翠鋤却 海翩 a 客遡昴髓涮陶關畀題鲂蟄腕例 较大综合共点力平衡牛顿运动定律能量守恒动能定理圆周

7、运动知识进行考查联系实际考查学生分析问题能力综合能力和利用数学方法解决问题能力预计年高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题二学情分析这部分内推理分析是突破的有效手段三重点正确建立完整的物理模型画出准确清晰的运动轨迹四难点平面几何知识与物理知识的综合运用五教学过程一分析问题的思路回顾分析问题的动力学依据常用基本公式解决问题的关键突破问题的难点里许多质量为带电量为的粒子以相同的速率沿位于纸面内的各个方向由小孔射入磁场区域不计重力不计粒子间的相互影响下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域其中哪个图是正确的見其变式如图真空室内存在匀强磁场磁场2、利用动态圆巧解边界问题 定圆旋转法 定点

8、放缩法 为一块很大的平面感光板，在磁场内平行于 y 轴放置，电子打到板上时会在板上形成一条 亮线不计电子的重力和电子之间的相互作用.（1）求电子进入磁场时速度的大小；（2）当感光板 ab 沿 x 轴方向移到某一位置时，恰好 没有电子打到板上，求感光板到 y 轴的距离 x 1 六、课堂小结 理啓基本思路：b 逛團空J匸二 轨叱匸二；定半径II -单粒子 u 二多粒子 3、解决边界临界问题的方法一单临界|%临界 一单一场匚=复合场 六、教学反思：本节课从解决带电粒子在磁场运动的基本思路入手，针对学生处理 边界问题这一难点，给出一些的方法指导。由于课堂容量很大，内容安 排较多，学生思考的时间略显不足

9、。还未完全达到预期效果 较大综合共点力平衡牛顿运动定律能量守恒动能定理圆周运动知识进行考查联系实际考查学生分析问题能力综合能力和利用数学方法解决问题能力预计年高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题二学情分析这部分内推理分析是突破的有效手段三重点正确建立完整的物理模型画出准确清晰的运动轨迹四难点平面几何知识与物理知识的综合运用五教学过程一分析问题的思路回顾分析问题的动力学依据常用基本公式解决问题的关键突破问题的难点里许多质量为带电量为的粒子以相同的速率沿位于纸面内的各个方向由小孔射入磁场区域不计重力不计粒子间的相互影响下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域其中哪个图是正确的見其变式如图真空室内存在匀强磁场磁场