(名优专供)河北省衡水中学高二物理带电粒子在磁场中的运动(二)学案(pdf,无答案)
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读（5篇材料）
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读（5篇材料）第一篇：带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计解读《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计祝塘中学谢正平一、教学设计思路这节内容主要是使学生清楚在匀强磁场中带电粒子在洛伦兹力作用下运动的情况及其成因。
有洛伦兹力演示仪和动画课件的辅助，学生大体理解带电粒子是做匀速圆周运动，轨道半径和周期也不难明白，但更多的是让学生了解过程、细节，如每时每刻洛伦力兹力与粒子速度都是垂直关系，这往往是解决带是粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动综合性问题的突破口。
而这样的综合性题目在高考中常常见到，有时甚至以压轴题出现，要很好地解决它，不是仅仅知道轨道半径公式和周期公式就行的，分析出粒子的运动过程，找出其几何关系，才是解决问题的首要。
为了使学生注意带电粒子在匀强磁场中运动的过程，采用课件动画模拟，从而反复观察直到学生清楚为止，也验证着相关的猜想和结果。
为了保持思想的流畅和活跃，在观察动画或视频的同时（或之后），逐步提出有关问题，分解成多个问题，阶梯式地上升，逼近结果，得出结论。
二、教学目标1．知识与技能（1）了解显示电子径迹的方法（2）理解带电粒子垂直射入匀强磁场时的运动性质及相应的轨道半径和周期（3）了解质谱仪2．过程与方法通过观察视频和动画，知道洛伦兹力提供向心力，结合匀速圆周运动的公式，得出轨道半径和周期；利用带电粒子垂直射入匀强磁场时做匀速圆周运动，制造出质谱仪，是精确测量带电粒子的质量和分析同位素的一种重要工具。
3．情感、态度与价值观通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式的推导，培养学生严密的科学态度。
三、教学重点、难点重点：理解轨道半径和周期。
难点：带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的成因。
四、实验器材及教学媒体的选择与使用洛伦兹力演示仪、多媒体投影系统。
五、教学方法提问、讨论、讲解、观察、练习反馈。
六、教学过程1．引入新课上节课推导出带电粒子在匀强磁场中受力，即洛伦兹力F=qvB，那么：垂直射入匀强磁场中的带电粒子，在洛伦兹力F=qvB的作用下，将会偏离原来的运动方向。
高二物理带电粒子在磁场中的运动教案
高二物理带电粒子在磁场中的运动教案【教学目的】知识目标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．能力目标通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程，培养学生严密的逻辑推理能力．情感目标培养学生对物理的学习兴趣．【教学重难点】带电粒子在磁场中运动的轨迹、半径和周期的分析确定。
【教具】洛伦兹力演示仪，洛伦兹力纸板模型。
【教学过程】一、提出问题，引入新课师：同学们，上节课我们学习了讨论了磁场对运动电荷的作用力———洛伦兹力。
下面请同学们确定黑板上画的正负电荷所受洛伦兹力的大小和方向（匀强磁场Ｂ、正负电荷的ｑ、ｍ、ｖ，课前画在黑板中央）。
学生上讲台画F方向，写出 F大小。
师：通过作图，我们再一次认识到，洛伦兹力总是与粒子的运动方向垂直，这样一来粒子还能做直线运动吗？生：不能。
师：那么粒子做什么运动呢？有怎样的规律？这就是我们上节课没有解决，今天要研究解决的课题。
板书（课题）：一、带电粒子在磁场中的运动师：带电粒子包括电子、质子、α粒子等带正负电荷的粒子，我们这节课一起来研究正、负粒子在磁场中的运动规律。
板书：带电粒子在磁场中的运动规律。
二、分析论证，得出结论师：研究带电粒子在磁场中的运动规律应从哪里着手呢？我们知道，物体的运动规律取决于两个因素：一是物体的受力情况；二是物体具有的速度，因此，力与速度就是我们研究带电粒子在磁场中运动的出发点和基本点。
黑板上画的粒子，其速度及所受洛伦兹力均已知，除洛伦兹力外，还受其他力作用吗？严格说来，粒子在竖直平面内还受重力作用，但通过上节课的计算，我们知道，在通常情况下，粒子受到的重力远远小于洛伦兹力，所以，若在研究的问题中没有特别说明或暗示，粒子的重力是可以忽略不计的，因此，可认为黑板上画的粒子只受洛伦兹力作用。
为了更好地研究问题，我们今天来研究一种最基本、最简单的情况，即粒子垂直射入匀强磁场，且只受洛伦兹力作用下的运动规律。
高中物理高二物理《磁场》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
在本章节《磁场》的教学中，学生将掌握以下知识与技能：
1.了解磁场的概念、特性以及磁场的基本规律，理解磁感线、磁通量等基本物理量的定义及计算方法。
2.学会使用右手螺旋定则判断电流产生的磁场方向，掌握安培环路定理，并能运用安培力计算公式解决实际问题。
-设计具有挑战性的问题，让学生运用所学知识解决，巩固对磁场规律的理解。
5.关注个体差异，实施分层教学：
-针对不同学生的学习需求，设计难易程度不同的练习题，使每个学生都能在原有基础上得到提高。
-提供课后辅导，帮助学生克服学习困难，提高学习效果。
6.情感态度与价值观的培养：
-通过磁场知识的学习，激发学生对科学的好奇心，培养其探索精神。
-选择题：针对磁场的基本概念和性质，设计选择题，巩固知识点。
-计算题：结合安培环路定理和洛伦兹力，设计计算题，提高学生运用知识解决实际问题的能力。
-简答题：要求学生简述磁场在生活中的应用实例，培养理论联系实际的能力。
3.实验报告：根据课堂实验内容，要求学生撰写实验报告，包括实验目的、原理、过程、结果及心得体会，提高学生的实验素养。
（二）讲授新知
1.磁场概念：
-磁场定义：磁场是磁体周围空间中存在的磁力作用场。
-磁感线：用磁感线形象地表示磁场的分布，讲解磁感线的特点和性质。
-磁通量：介绍磁通量的概念及其计算方法。
2.磁场规律：
-右手螺旋定则：讲解电流产生磁场的方向判断方法，举例说明。
-安培环路定理：推导安培环路定理，通过实例解释其应用。
-安培环路定理和洛伦兹力的推导及应用。
-磁场在生活中的应用实例。
3.教师巡回指导：在小组讨论过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，引导讨论方向。
高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动教案
高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动教案知识与能力目标1． 理解洛伦兹力对粒子不做功2． 理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3． 推导半径，周期公式并解决相关问题道德目标培养学生热爱科学，探究科学的价值观教学重点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并能用来解决有关问题。
教学难点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件对周期公式和半径公式的定性的理解。
教学方法在教师指导下的启发式教学方法教学用具电子射线管，环行线圈，电源，投影仪，教学过程一 引入新课复习：1 当带电粒子以速度v 平行或垂直射入匀强磁场后，粒子的受力情况；2 回顾带电粒子垂直飞入匀强电场时的运动特点，让学生猜想带电粒子垂直飞入匀强磁场的运动情况。
二．新课1．运动轨迹演示实验 利用洛伦兹力演示仪，演示电子射线管内的电子在匀强磁场中的运动轨迹，让学生观察存在磁场和不存在磁场时电子的径迹。
现象：圆周运动。
提问：是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动呢？分析：〔1〕 首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。
〔2〕带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的受力情况是否符合上面3个特点呢？带电粒子的受力为F 洛=qvB ，与速度垂直故洛伦兹力不做功，所以速度v 不变，即可得洛伦兹力不变，且F 洛与v 同在垂直与磁场的平面内，故得到结论：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动结论：1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。
2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2．轨道半径和周期• 例：一带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，速率为v ，它在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，求轨道半径有多大？由 得 可知速度越大，r 越大。
高二 暑假自主学习《带电粒子在磁场中的运动》
N
均存在垂直圆面向里的匀强磁场。
间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔。
一质量为m、电量为+q的粒子由小孔下方错误！未找到引用源。
处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场。
不计粒子的重力。
(1)求极板间电场强度的大小;
(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求Ⅰ区磁感应强度的大小;
(3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为错误！未找到引用源。
、错误！
未找到引用源。
,粒子运动一段时间后再次经过H点,求这段时间粒子运动
的路程。
带电粒子在匀强磁场中的运动+教学设计-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
课题第3节带电粒子在匀强磁场中的运动课型新授课1.教学内容分析本节教材的内容属于洛伦兹力知识的应用，教材采用了实验探究加理论分析与推导的方式.带着实验得到的感性材料，再用学过的知识进行理论分析，让学生在这一学习过程中对理论与实践相结合的研究方法有所体会，并且在学习过程中尝到成功的喜悦。
1.学习者分析在必修二已经学习过了有关于匀速圆周运动的相关知识，物体做匀速圆周运动的条件，作为重点也应该存在于学生的知识储备中，为本节的学习提供了很好的基础。
2.学习目标确定物理观念：洛伦兹力的性质科学思维：通过洛伦兹力性质与平面几何知识的结合，分析带电粒子在磁场中的运动轨迹科学探究：采用洛伦兹力演示仪，通过控制变量法，研究影响电子束运动轨迹的因素。
科学态度与责任：研究洛伦兹力在质谱仪、回旋加速器中的应用原理。
4.学习重点难点教学重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题教学难点：粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动5.学习评价设计渗透物理学研究方法的教育，体验物理方法的魅力.6.学习活动设计教师活动地磁场和太阳风地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一学生活动观看,并且讨论分析定的阻挡作用地磁场和极光环节一：教师活动1一、带电粒子在匀强磁场中的运动讨论：若带电粒子（不计重力）以沿着与匀强磁场垂直的方向射入磁场，粒子将如何运动？1、由于是匀强磁场，洛伦兹力大小保持不变2、洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，洛伦兹力只会改变粒子速度的方向，不会改变其大小学生活动1通过回忆匀速圆周运动的条件，得出结论沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动活动意图说明：培养学生的学科知识整合能力，由已知知识整理类比得出新知识，从而提升自己解决实际问题的能力。
环节二：教师活动2二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期学生活动2匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因素有关？ 猜想并进行推导: 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。
河北省石家庄二中高中物理 3.6带电粒子在匀强磁场中的
第六节带电粒子在匀强磁场中的运动【学习目标】1．知道洛伦兹力对粒子不做功．2．知道带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动．3．写出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式．4．了解回旋加速器的工作原理．【自主预习】1．带电粒子在匀强磁场中的运动(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做运动．(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做运动且运动的轨迹平面与磁场方向．轨道半径公式：周期公式：．2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的和分析的重要工具．3．回旋加速器：(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次直线加速；利用电场和磁场的作用，回旋速．(2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在的范围内来获得的装置．【我的困惑】【课上笔记】【典例剖析】【例1】质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直进入磁感(1)带电粒子的运动轨迹及运动性质(2)带电粒子运动的轨道半径(3)带电粒子离开磁场电的速率(4)带电粒子离开磁场时的偏转角θ(5)带电粒子在磁场中的运动时间t(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移【例2】如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场．然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示．求①粒子进入磁场时的速率；②粒子在磁场中运动的轨道半径．【达标检测】1．两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是（）A．两粒子的速度大小一定相同 B．两粒子的质量一定相同C．两粒子的运动周期一定相同 D．两粒子所带电荷种类一定相同2．在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）A．粒子的速率加倍，周期减半B．粒子的速率加倍，轨道半径减半C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D．粒子的速率不变，周期减半3．两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动 （ ） A ． 若速率相等，则半径一定相等 B ． 若质量相等，则周期一定相等 C ． 若动能大小相等，则半径一定相等 D ． 若动能相等，则周期一定相等4．质子（11P ）和α粒子（42H e ）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是( ) A ．R p :R α=1:2, T p :T α=1:2 B ． R p :R α=2:1, T p :T α=1:2 C ． R p :R α=1:2, T p :T α=2:1 D ． R p :R α=1:4, T p :T α=1:4 5．把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（ ）A ．小球受到的洛伦兹力B ．摆线的拉力C ．小球的动能D ．小球的加速度 6．关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（ ） A ．电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B ．电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C ．只有电场能对带电粒子起加速作用D ．磁场的作用是使带电粒子在D 形盒中做匀速圆周运动7．回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需时间与下列哪个量有关 A ．带电粒子运动的速度 B ．带电粒子运动的轨道半径 C ．带电粒子的质量和电荷量 D ．带电粒子的电荷量和动能8．三种粒子H 11、H 21、He 42，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比．①具有相同速度； ③具有相同动能．课后练习1．在回旋加速器中,下列说法不正确的是 ( ) A ．电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋 B ．电场和磁场同时用来加速带电粒子C ．在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大D ．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关 2．如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低，判断正确的是（ ）第5题A ．左侧电子较多，左侧电势较高B ．左侧电子较多，右侧电势较高C ．右侧电子较多，左侧电势较高D ．右侧电子较多，右侧电势较高3．一个带正电的微粒（不计重力）穿过如图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是（ ） A ．增大电荷质量 B ．增大电荷电量 C ．减少入射速度 D ．增大磁感应强度 E ．减少电场强度4．用同一回旋加速器分别对质子和氚核(H 31)加速后（ ） A ．质子获得的动能大于氚核获得的动能 B ．质子获得的动能等于氚核获得的动能 C ．质子获得的动能小于氚核获得的动能 D ．质子获得的动能与氚核获得的动能无法比较5．关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（ ） A ．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大 B ．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大 C ．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D ．与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大6．如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=E/B 那么( ) A ．带正电粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 B ．带负电粒子必须沿ba 方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C ．不论粒子电性如何,沿ab 方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D ．不论粒子电性如何,沿ba 方向从右侧进入场区,都能沿直线通过7．如图所示，a 和b 是从A 点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知r a =2r b ，则由此可知 （ ） A ．两粒子均带正电，质量比m a /m b =4第３题第７题第2题第６题B．两粒子均带负电，质量比m a/m b=4C．两粒子均带正电，质量比m a/m b=1/4D．两粒子均带负电，质量比m a/m b=1/48．如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直．且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为3a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求电子在磁场中第8题的飞行时间．。
1.3带电粒子在磁场中的运动2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
仿真实验辅助下的高中物理大单元教学设计----以“带电粒子在磁场中的运动”为例高二年级第一学期，学时（2课时）1、教材分析（人教版2019选择性必修二）①本章节主要讲述了带电粒子在匀强磁场中的运动规律，涉及到洛伦兹力、磁感应强度以及带电粒子在磁场中的速度、加速度等概念，为后续章节奠定基础。
②教材重点介绍了带电粒子在磁场中的三种运动情况：直线运动、圆周运动和螺旋运动，并讨论了它们的条件与应用。
③本章节还涉及到磁场对带电粒子运动轨迹的影响，使学生了解磁场对物体运动的影响，并理解磁场在生活中的实际应用。
④教材内容紧密结合实际生活，如质谱仪、同旋加速器、速度选择器、磁流体发电机等应用实例，有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望。
2、学情分析①学生已经掌握了带电粒子在电场中的运动规律，有一定的物理基础，但是磁场对带电粒子的影响是一个新的领域，需要引导学生进行理解与探讨。
②部分学生可能对磁场概念抽象，难以理解磁场与带电粒子运动之间的关系，需要通过仿真实验模拟粒子运动形态帮助学生加深理解。
③学生对磁场的应用和带电粒子在磁场中的运动规律具有一定的好奇心和探究欲望，有利于培养学生的科学探究能力。
④部分学生可能存在思维定势，认为磁场和电场没有太大区别，需要通过对比分析引导学生正确理解磁场与电场的区别。
3、核心素养3.1.物理观念①让学生认识并理解洛伦兹力、磁感应强度等基本概念。
②帮助学生掌握带电粒子在磁场中直线运动、圆周运动和螺旋运动的条件与特点。
③通过仿真实验让学生理解磁场对带电粒子运动轨迹的影响，激发学生对磁场应用的兴趣和探究欲望。
3.2.科学思维①培养学生运用洛伦兹力、磁感应强度等概念分析带电粒子在磁场中的运动，提高学生的分析和解决问题能力。
②引导学生通过对比带电粒子在磁场和电场中的运动特点，发现它们的区别与联系，培养学生的归纳与综合思维能力。
③培养学生通过实验和实际例子来验证磁场对带电粒子运动的影响，提高学生的实践操作能力和创新思维。
高二物理(人教版)《带电粒子在匀强磁场中的运动(第二课时)》【教案匹配版】最新国家中小学课程
高中物理
高中物理高二上册
例题1
解：（1）粒子所受重力
G mg 1.67 1027 9.8N 1.641026 N
所受洛伦兹力
F qvB 1.61019 5105 0.2N 1.61014 N
重力与洛伦兹力之比
G F
1.64 1026 1.6 1014
1.031012
可见，带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力 远大于重力，重力作用的影响可以忽略
①电子速率v； ②电子在磁场中的运动时间； （2）若要使电子能从磁场下边界穿出磁场，求：
eB
T1 : T2 : T3 1:1:1
高中物理
高中物理高二上册
例题2
（2）电子以大小相等的速率沿不同的方向从坐标原点垂直 进入磁场，请画出轨迹图；试分析电子的半径和周期之比。
F
vv
v
F
F
r mv eB
r1 : r2 : r3 1:1:1 T 2 m
eB T1 : T2 : T3 1:1:1
s=3.28107 s
高中物理
高中物理高二上册
例题2
（1）若电子以不同的速率v1<v2<v3沿x轴正方向从坐标原点 出发，垂直进入磁场，请画出电子的轨迹图；试分析电子的
半径之比和周期之比。
v1 v2 v3
F1 F2 F3
r mv eB
r1 : r2 : r3 v1 : v2 : v3 T 2 m
: 3m质子 e
:
4m质子 2e
1: 3: 2
高中物理
高中物理高二上册
例题3
已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷 量为一个元电荷；α粒子即氦原子核，质量约为质子质 量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚 核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列 情况中它们运动的半径之比和周期之比： （1）它们的速度大小相等； （2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。