2018-2019学年度教科版选修3-1 3.5洛伦兹力的应用 教案(8)
2018-2019学年度教科版选修3-1 3.5洛伦兹力的应用 教案(8)第2页

 动的综合应用。也是人们运用科学研究成果推动技术进步的又一生动事例。老师可以采取启发、引导,由学生提出设计方案,建立起质谱仪的图景,然后归纳总结,配合"质谱仪的原理"课件进行模拟演示,切实掌握其原理,并会进行定量计算。

回旋加速器是利用磁场使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置。是高能物理中的重要仪器。在教学中让学生清楚:(1)磁场的作用:带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时,只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,其中周期与速率和半径无关,使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后,平行于电场方向进入电场中加速。 (2)电场的作用:回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场,加速就是在这个区域完成的。 (3)交变电压:为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速,使其能量不断提高,要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压。

1、 从选拔考试角度分析

从高考的角度看,这是历届试题中的一个重头戏,带电粒子在匀强磁场中的运动不但是一个热点,也是一个难点,其最大的难点在于带电粒子进入特定的有界磁场后,其轨迹是一个残缺的圆,题中往往会形成各种各样的临界现象,由于此类问题和力学、电学及数学知识紧密联系,因此综合性强,能力要求高,有较强的选拔功能,在教学中教师应当很重视。

一、 教学目标

1、知识与技能

(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。

(3)能够用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场的受力、运动问题,知道质谱仪和回旋加速器的工作原理。

2、过程与方法

  在培养学生能力方面,通过引导学生由洛仑兹力对运动电荷的作用力的分析,逐步得出带电粒子在磁场中的运动规律,以及通过让学生推导半径公式、周期公式等教学过程,培养学生的迁移能力,体会如何用已学知识来探讨研究新问题。

3、情感、态度与价值观

  通过学习质谱仪的工作原理,让学生认识先进科技的发展,有助于培养学生对物理的学习兴趣.

二、 主要教学过程

(一) 引入

把蹄形磁铁放在磁偏转的电视机前边,观察图象的变化,引起学生的好奇,引出本节要讲的内容:带电粒子在磁场中的运动。

(二) 带电粒子垂直进入磁场的运动

1、 带电粒子垂直进入磁场的轨迹(图3.6-2)

提问:①f洛 在什么平面内?它与v的方位关系怎样?

  ②f洛方向怎么变化、大小怎么变化?

  f洛 对运动电荷是否做功?

③f洛 对运动电荷的运动起何作用?