3.5洛伦兹力的应用 教案

一、 知识点分析 　　

1、 教材的的编写与分析

　　教材采用了先实验探究，再理论分析与推导的顺序，先通过观察实验现象，带着对实验现象的感性材料，再用学过的的知识进行理论分析，从理论的高度推导出实验现象的必然性。

　　质谱仪和回旋加速器也是本节知识的重要内容，它们是带电粒子在匀强磁场中应用的两个实例。

对教材知识处理的分析：

　　先观察实验再理论上推导，降低了学生学习的难度，但也比较符合学生的认知规律。如果从训练学生的思维出发，也可以倒过来，先理论分析，再实验验证。洛仑兹力在各方面有广泛的应用，从定性方面多介绍一些洛仑兹力的应用对开阔学生思路很有好处，磁场引起的生物学效应；医疗上应用的磁疗等。在现代科学技术中广泛利用洛仑兹力来控制带电粒子的运动，由于一般情况下带电粒子在磁场中的运动比较复杂，教材只定量讨论了带电粒子速度方向垂直于匀强磁场时的特例，很恰当。作为应用的实例，质谱仪和回旋加速器的选入我觉得很有道理。

2、 学生学习分析

对带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析，所需要的知识学生都已学过，我们可考虑让学生通过自学、讨论的方式来掌握教材内容，这有利于培养学生独立思考能力。为了教学更有针对性，更深入理解教材内容，可提出一些问题供学生思考、讨论，如：为什么粒子的运动轨迹是圆弧?为什么说粒子做匀速圆周运动?怎样推导粒子运动轨道的半径公式和粒子做匀速圆周运动的周期公式?轨道半径与什么因素有关?怎样理解m、v、q、B对轨道半径的影响?怎样理解周期与粒子速度和半径无关?

根据教过的学生学习过程中碰到的困惑，我觉得，有的学生只看到带电粒子垂直进入匀强电场和匀强磁场的瞬时所受电场力和洛仑兹力的方向都与速度垂直，在匀强电场中粒子做抛物线运动，惯性思维认为粒子在匀强磁场中也做抛物线运动；特别是当带电粒子通过一定范围的匀强磁场沿一段圆弧运动而不是沿整个圆周运动时，学生更不清楚粒子也是做匀速圆运动的。我们可引导学生对比两者的差别，让学生注意到带电粒子垂直进入匀强电场的瞬时电场力与速度垂直，以后电场力的方向就不再与速度垂直，但电场力的大小、方向不变，是恒力，所以做抛物线运动。带电粒子垂直进入匀强磁场后，洛仑兹力的方向总与速度方向垂直，力大小不变、方向变，不是恒力，由于洛仑兹力不做功带电粒子的速度大小不变、方向变，因此粒子做匀速圆周运动。

学生在学习这部份知识后解题中常犯的错误是只是死记半径公式和周期公式，在教学中不要求学生死记半径公式和周期公式，要求学生掌握公式的推导思路，能迅速导出公式。这在教材体现得很好，教材没有列出公式。

带电粒子做圆周运动的演示实验效果很好，要注意让学生看清楚，磁感应强度是怎么得到的，带电粒子是怎么得到的。

质谱仪是电场加速和磁场中作匀速圆周运动的带电粒子在电场、磁场中