风陵渡中学物理——《带电粒子在组合场中的运动》教学设计

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1、《带电粒子在组合场中的运动》教学设计教学目标：知识与技能：1．知道什么是组合场，以及组合场的特点。2．掌握带电粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。过程与方法：　　通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在组合场(电场、磁场)中的问题.，培养学生的分析推理能力，应用数学知识处理物理问题能力。情感态度与价值观：　　培养物理学科严密的逻辑思维，明辨物理过程的本质，进一步引导学生建立崇尚科学的价值观。教学重点：粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路。教学难点：粒子运动问题的求解。教学方法：教师讲授法、问答法教学过程：引入:1．复习提问：什么

2、是洛伦兹力？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：磁场对运动电荷的作用；匀速圆周运动。2．过渡引入：物体在重力作用下的运动与带电粒子在匀强电场中的运动，都是恒力作用下的运动，因此它们的运动规律有诸多相似之处，常用类比法处理，而带电粒子在匀强磁场中运动所受洛伦兹力是一变力，在有磁场的组合场﹑复合场中带电粒子的运动变得更为复杂。带电粒子在磁场、组合场、复合场、有界场中的运动是高中物理的重要内容，这类问题对考查同学们空间想象能力，综合分析能力，应用数学知识处理物理问题的能力都有较高的要求，是高考的热点。本节课我们复习带电粒子在组合

3、场中的运动。 基础知识回顾：（学生自主完成）一、带电粒子在组合场中运动情况分析1．带电粒子在匀强电场中运动，当粒子初速度与电场强度方向在同一直线上时，粒子做①___________运动；二者方向成一定夹角时，粒子做②___________运动，一般采用③____________________处理该问题．2．带电粒子在匀强磁场中运动，当粒子速度方向与磁感应强度方向垂直时，带电粒子做④__________运动，它在磁场中运动的时间与粒子的速率⑤________，由做圆周运动的⑥____________决定．二、带电粒子在组合场中运动的典型应用1．

4、电视显像管电视显像管是应用电子束⑦________(选填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的⑧________(选填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的．显像管工作时，由⑨________发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的⑩________，使整个荧光屏都在发光．2．质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、⑪________、⑫________和照相底片等构成．(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式⑬____________。粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿

5、第二定律得关系式⑭________.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．＝⑮________.3．回旋加速器(1)构造：如图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接⑯________电源．D形盒处于匀强磁场中．(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期⑰________，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速．由qvB＝m，得Ekm＝⑱________，可见粒子获得的最大动能由⑲_____________和D形盒⑳________决定，与加速电压

6、无关.三、带电粒子在组合场中运动情况分析规律方法(采用提问方式处理)1．处理带电粒子在电场与磁场的组合场上的运动类问题，要明确电场力与洛伦磁力的不同：(1)在电场中的带电粒子不论其运动与否，均受到电场力的作用，而磁场仅仅对运动着的并且速度跟磁场方向不平行的带电粒子有洛伦兹力作用；(2)电场力的大小与速度无关，而洛伦兹力的大小与带电粒子的速度有关；(3)电场力的方向与电场的方向或相同、或相反，而洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度；(4)电场力既可以改变带电粒子运动速度的方向，也可以改变带电粒子运动速度的大小，而洛伦兹力只能改变速度的方向，不

7、能改变速度的大小；(5)电场力对带电粒子做功且与路径无关，可以改变粒子的动能，而洛伦兹力不对带电粒子做功，不能改变粒子的动能．2．对于粒子连续通过各个不同情况的场的问题，要按不同的场分阶段进行处理，对应不同阶段采用不同的规律解题，例如在匀强磁场中的圆周运动，应用牛顿运动定律进行处理，在匀强电场中的匀变速曲线运动应用正交分解的方法进行处理．3．在解题时应根据场的不同和进入场的速度分阶段进行受力分析和运动分析，画出粒子的运动轨迹，尤其要注意两个场中运动的衔接点的位置及速度的大小和方向，它有承上启下的作用．解题思路与方法：（1）分析带电粒子在各场中的

8、受力情况和运动情况，一般在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动。(2)正确地画出粒子的运动轨迹图，在画图的基础上注意运用几何知识寻找关系。(3)