3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计
带电粒子在匀强磁场中的运动教案
带电粒子在匀强磁场中的运动教案教案：带电粒子在匀强磁场中的运动教学目标：1.理解带电粒子在匀强磁场中的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.通过实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学内容：1.匀强磁场对带电粒子的受力情况；2.带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学步骤：步骤一：导入新知识1.引导学生回顾带电粒子在电场中的受力情况和运动规律。
2.提问：带电粒子在磁场中会受到什么力的作用？步骤二：讲解磁场对带电粒子的受力情况1.讲解磁场对带电粒子的受力情况，包括洛伦兹力的概念和公式。
2.引导学生思考：磁场对带电粒子的受力方向有什么规律？步骤三：讲解带电粒子在匀强磁场中的运动规律1.介绍带电粒子在匀强磁场中的运动规律，包括圆周运动和螺旋线运动。
2.解释圆周运动的原因和条件，引导学生推导出圆周运动的半径和周期与粒子的质量和电量以及磁场的强度有关的公式。
3.解释螺旋线运动的原因和条件，引导学生推导出螺旋线运动的公式。
步骤四：进行实验观察和计算验证1.准备实验装置：匀强磁场发生器、带电粒子源、探测仪器等。
2.让学生通过实验观察和记录带电粒子在匀强磁场中的运动情况。
3.引导学生利用实验数据计算带电粒子的电量和质量。
步骤五：总结归纳1.让学生总结匀强磁场中带电粒子的受力情况和运动规律。
2.提问：匀强磁场中的带电粒子运动方向与磁场方向有什么关系？教学重点：1.听懂和理解磁场对带电粒子的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.进行实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。
教学拓展：1.通过实验让学生观察带电粒子在匀强磁场中的运动情况，并计算出带电粒子的电量和质量；2.引导学生讨论带电粒子在其他磁场中的受力情况和运动规律；3.提供额外的实验题目，让学生练习带电粒子在匀强磁场中的运动相关问题。
教学反思：本节课通过讲解和实验相结合的方式，旨在让学生理解和掌握带电粒子在匀强磁场中的受力情况和运动规律。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》示范教案
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动三维教学目标1、知识与技能（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的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；(3)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，知道它们与哪些因素有关;(4）了解回旋加速器的工作原理.2、过程与方法：通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问题.3、情感、态度与价值观:通过本节知识的学习,充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。
教学重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。
教学难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。
教学方法：实验观察法、讲述法、分析推理法。
教学用具：洛伦兹力演示仪、电源、投影仪、投影片、多媒体辅助教学设备。
教学过程：（一）引入新课提问1：什么是洛伦兹力?答：磁场对运动电荷的作用力。
提问2:带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？答:不一定，洛伦兹力的计算公式为f=qvB sinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时,f=qvB；当θ=0°时，f=0。
教师：带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动。
(二）进行新课1、带电粒子在匀强磁场中的运动介绍洛伦兹力演示仪,如图3。
6—1所示。
引导学生预测电子束的运动情况。
（1）不加磁场时，电子束的径迹；(2）加垂直纸面向外的磁场时,电子束的径迹；（3）保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束的径迹；(4）保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束的径迹。
演示：学生观察实验，验证自己的预测是否正确。
现象：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时,电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。
磁场越强,径迹的半径越小；电子的出射速度越大,径迹的半径越大。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计
T=2πm/qB②
由①式可知，这与演示实验观察的结果是一致的。
由②式可知，粒子运动的周期与粒子的速度大小无关。
思考：在匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不与磁感应强度方向垂直，它的运动轨迹是什么样的曲线？
五：应用：质谱仪
1.解释极光现象
2.例题：质谱仪
六、小结及练习
让学生参与带电粒子在磁场中运动轨迹的分析
v与B既不平行，也不垂直：等距螺旋运动
二、应用：质谱仪
通过该演示过程及在教师指导下的讨论归纳，得出结论，形成新的知识
学生先思考讨论进行设计再出现题目情景的办法，使学生在合作交流和设计的过程中体会到成就感。
呼应本课的开头。同时结合生活实际阐明了知识在实际中的应用。
板
书
设
计
第六节带电粒子在匀强磁场中的运动
.
一、运动形式：
v//B，匀速直线运动
v⊥B，匀速圆周运动R＝T＝
4．知道质谱仪的工作原理.
（二）过程与方法
通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问题.
（三）情感、态度与价值观
通过讲述带电粒子在科技生产与生活中的典型应用，让学生了解物理知识在高科技领域的应用
教学
分析
重点：推导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，并能用来分析解决有关问题.
教师演示
三、实验探究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与速度、磁感应强度的关系
（1）教师演示：电子进入磁场的速度不变，改变磁感应强度的大小，电子束的径迹。
（2）教师演示：磁感应强度的大小不变，改变电子进入磁场的速度，电子束的径迹。
四、理论探究圆周运动的半径运动周期与速度、磁感应强度的关系。
最新完整版带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计
(1)当带电粒子以速度y平行于磁场方向进入匀强磁场后，粒子所受洛伦兹力为零，所以粒子将以速度1/做匀速直线运动•
(2)当带电粒子以一定的速度垂直进入磁场时做圆周运动，且圆周运动的半径与磁场的强弱及粒子的入射速度有关・
2、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
如图所示，带电粒子以速度1/垂直磁场方向入射, 在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为 0所带的电荷量为7求轨道半径和周期？
3、质谱仪
1 •结构：质谱仪由静电加速电极、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成•(如图)
2 •原理：
(1)粒子源及加速电场：使带电粒子获得速度V进入速度选择器，v = 2qUm).
(2)速度选择器：只有做匀速直线运动的粒子才能
1•构造：①粒子源；②两个。
形盒；(③匀强磁场；④高频电源；⑤粒子引出装置；•⑥真空容器•2.工作原理
(1)电场的特点及作用
特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场•
作用：带电粒子经过该区域时被加速•
(2)磁场的特点及作用
特点：D形盒处于与盒面垂直的匀遐磁场中•
作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而改变运动方向,至上周期后再次进入电场•。
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计人教课标版(优秀教案)
第节 带电粒子在匀强磁场中的运动教学步骤回答：平抛和匀速圆周运动．在此学生很有可能根据带电粒子进入匀强电场做平抛运动的经验，误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也做平抛运动．在这里不管学生回答 正确与错误，都应马上追问：为什么？引导学生思考，自己得出正确答 案．．介绍并观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动──洛仑兹力演 示仪．和匀强磁场中，它们将做什么运动？ （如图所示）提出问题：引 发学生思考， 为后面的教学 抛砖引玉导 入 新 课．复习提问：如图所示，当带电粒子以速度分别垂直进入匀强电场新课教学．带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书）提问：①洛在什么平面内？它与的方位关系怎样？② 洛对运动电荷是否做功？③洛对运动电荷的运动起何作用？④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？结论：（板书）①带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度与磁场垂直，根据左手定则，其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动．②洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直，它只改变粒子运动的方向，不改变粒子速度的大小，所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的，这时洛仑兹力的大小也是恒定的．③洛仑兹力对运动粒子不做功．④洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用，因此粒子的运动一定是匀速圆周运动．．带电粒子在磁场中运动的轨道半径提问：①带电粒子做匀速圆周运动时，什么力作为向心力？心洛（）②做匀速圆周运动的物体所受的向心力心与物体质量、速度和半径的关系如何？心／（）进而由学生自己推出讨论：①粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？②质量不同电量相同的带电粒子，若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？③速度相同，荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？④在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核，哪个运动速度大？通过学生的回答，展开讨论，让同学自己得出正确的答案，强化上节所学知识── 洛仑兹力产生条件，洛仑兹力大小、方向的计算和判断方法．通过讨论对刚才的结论有更深的认识粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 2mu / qB 2故到的距离为： 2mu / qB 2教师讲解：和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，∝ m ，而且这些个q量中，、、可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量电荷的荷质比。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计一、教材分析本节是位于高中物理教材人教版选修3-1第三章第6节《带电粒子在匀强磁场中的运动》。
在该内容之前学生已经学习了匀速圆周运动、向心力、洛伦兹力和左手定则等知识。
本节将在上节课的基础上研究带电粒子在匀强磁场中的运动情况，以演示实验为主，探究带电粒子的运动受哪些因素的影响，然后举出两个在实践上的应用的例子——质谱仪、回旋加速器，加深学生对该内容的理解。
该内容将力学和电磁学联系在一起，具有极强的综合性，是学生学习的重点和难点，综合考察了学生建构物理模型、分析推理能力和运用数学工具处理物理问题的能力，是高中物理学习的核心内容。
二、学情分析1、在学习上：在此之前学生已经学习了匀速圆周运动、洛伦兹力等知识，特别是对匀速圆周运动有了深刻的认识，但是由于刚刚学习洛伦兹力，对洛伦兹力的理解较浅，需要加强训练以巩固知识。
2、在心理上：高二学生具有较成熟的抽象思维能力，能够运用归纳、推理等方法解决一些问题，而且好奇心强，乐于思考，已具备一定的基础知识和技能。
但认知还比较浅，而且对待问题缺乏耐心和信心，对教师有一定的依赖，需要鼓舞和激励。
三、教学目标（一）知识与技能1、了解显示带电粒子在匀强磁场中运动路径的方法；2、知道洛伦兹力不做功，它只改变带电粒子的速度方向，不改变速度大小；3、掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律及方法；4、知道质谱仪和回旋加速器的构造、原理和用途。
（二）过程与方法1、经历用洛伦兹力演示仪演示实验的过程，学会显示带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的方法；2、通过观察视频和动画，结合匀速圆周运动和几何关系，学会找到粒子的轨道半径和计算周期；3、通过学习质谱仪和回旋加速器，了解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动在生产生活中的应用。
（三）情感态度价值观1、通过用洛伦兹力演示仪观察电子在匀强磁场中的运动实验，培养观察和思考能力；2、通过对带电粒子垂直射入匀强磁场做圆周运动的轨道半径和周期公式的推导，培养严密的科学态度；3、通过学习质谱仪和回旋加速器的构造和原理，大胆提出设想，培养创新思维和实践能力。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案
一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律，理解洛伦兹力对带电粒子运动的影响。
2. 能够运用所学知识解决实际问题，提高学生的动手能力和创新能力。
3. 培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。
二、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力的计算。
2. 教学难点：带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径计算，洛伦兹力方向的确定。
三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 利用多媒体动画演示，帮助学生直观理解带电粒子在磁场中的运动情况。
3. 结合实际例子，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
四、教学准备1. 多媒体教学设备。
2. 带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示素材。
3. 相关实际问题的案例资料。
五、教学过程1. 导入：以一个简单的实际问题引入，如电子在磁场中的运动情况，激发学生的兴趣。
2. 探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律：引导学生通过观察动画演示，分析带电粒子在磁场中的运动情况，总结运动规律。
3. 讲解洛伦兹力的计算：结合运动学公式，讲解洛伦兹力的计算方法，并进行示例计算。
4. 应用拓展：给出一些实际问题，让学生运用所学知识解决，如粒子加速器中的粒子运动问题。
5. 总结：对本节课的主要内容进行总结，强调重点知识点。
6. 作业布置：布置一些有关带电粒子在匀强磁场中运动的练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 课堂讲解：评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度，以及对洛伦兹力计算的掌握情况。
2. 作业练习：通过学生完成的练习题，评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
3. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，以及创新能力和解决问题能力。
七、教学反思1. 针对学生的反馈，调整教学方法和策略，以提高教学效果。
2. 针对学生的掌握情况，适当增加练习题的难度，提高学生的应用能力。
3. 注重培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案
一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 让学生掌握洛伦兹力公式，并能够运用到实际问题中。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 洛伦兹力公式及其应用。
3. 实验操作步骤及数据分析。
三、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力公式及其应用。
2. 教学难点：洛伦兹力公式的推导，实验数据的处理。
四、教学方法1. 采用实验演示法，让学生直观地观察带电粒子在匀强磁场中的运动。
2. 采用讲授法，讲解洛伦兹力公式及其应用。
3. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨问题。
五、教学过程1. 引入新课：通过回顾电流的磁效应，引导学生了解磁场对带电粒子的影响。
2. 实验演示：进行带电粒子在匀强磁场中的运动实验，让学生观察并记录实验现象。
3. 讲解洛伦兹力公式：结合实验现象，讲解洛伦兹力公式，并解释其物理意义。
4. 应用练习：给出实例，让学生运用洛伦兹力公式解决问题。
5. 实验数据分析：让学生分析实验数据，探讨带电粒子运动规律与磁场强度、粒子电荷量、粒子速度之间的关系。
6. 总结与拓展：总结本节课所学内容，提出拓展问题，引导学生课后思考。
7. 布置作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 通过课堂讲解、实验演示和练习题，评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度。
2. 通过学生实验操作和数据分析，评价学生的实验技能和观察能力。
3. 通过课后作业和拓展问题，评价学生对洛伦兹力公式的应用能力和科学思维能力。
七、教学资源1. 实验器材：带电粒子实验装置、电流表、电压表、磁铁、粒子源等。
2. 教学课件：带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示、洛伦兹力公式的推导过程等。
3. 参考资料：相关学术论文、教学书籍、网络资源等。
八、教学进度安排1. 第一课时：引入新课，实验演示，讲解洛伦兹力公式。
带电粒子在匀强磁场中的运动 说课稿 教案 教学设计
带电粒子在匀强磁场中的运动★重难点一、带电粒子在匀强磁场中的运动★带电粒子在匀强磁场中的运动1．用洛伦兹力演示仪观察电子的轨迹(1)不加磁场时，观察到电子束的径迹是直线．(2)加上匀强磁场时，让电子束垂直射入磁场，观察到的电子径迹是圆周．(3)保持电子的出射速度不变，改变磁场的磁感应强度，发现磁感应强度变大，圆形径迹的半径变小．(4)保持磁场的磁感应强度不变，改变电子的出射速度，发现电子的出射速度越大，圆形径迹的半径越大． 结论：(1)当带电粒子以速度v 平行于磁场方向进入匀强磁场后，粒子所受洛伦兹力为零，所以粒子将以速度v 做匀速直线运动．(2)当带电粒子以一定的速度垂直进入磁场时做圆周运动，且圆周运动的半径与磁场的强弱及粒子的入射速度有关．2．带电粒子在匀强磁场中的圆周运动如图所示，带电粒子以速度v 垂直磁场方向入射，在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为m ，所带的电荷量为q .(1)轨道半径：由于洛伦兹力提供向心力，则有qvB ＝m v 2r ，得到轨道半径r ＝mv qB. (2)周期：由轨道半径与周期之间的关系T ＝2πr v 可得周期T ＝2πm qB. 【特别提醒】(1)由公式r ＝mv qB知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，其轨道半径跟运动速率成正比． (2)由公式T ＝2πm qB 知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比荷qm成反比．3．带电粒子在磁场中做圆周运动时圆心、半径和运动时间的确定方法(1)圆心的确定．圆心一定在与速度方向垂直的直线上，常用三种方法确定：①已知粒子的入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图甲所示，P为入射点，M为出射点．②已知粒子的入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，再连接入射点和出射点作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图乙所示，P为入射点，M为出射点，这种方法在不明确出射方向的时候使用．③若仅知道粒子进入磁场前与离开磁场后的速度方向，可找两速度方向延长线夹角的角平分线以确定圆心位置范围，再结合其他条件以确定圆心的具体位置．(2)半径的确定和计算如图所示，利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意利用以下两个重要几何关系：①粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于弦AB与切线的夹角(弦切角θ)的2倍，即φ＝α＝2θ＝ωt.②相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ′互补，即θ＋θ′＝180°.【特别提醒】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法1．画轨迹即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。
带电粒子在匀强磁场中的运动 说课稿 教案 教学设计
带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计(一)整体设计教学分析本节教材的内容属于洛伦兹力知识的应用，教科书采用了先实验探究，再理论分析与推导的顺序。
这样的过程比较符合一般的认知规律，会降低学习的难度。
但是，如果学生整体水平较高，就可以采用先理论分析，再实验验证的顺序，给学生提供较高强度的思维训练。
这样使学生既有思维能力训练，又有感性认识体验，在理论与实践的结合中体会到成功的喜悦，同时也进一步体会理论联系实践的研究方法。
教学目标1．通过实验，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做圆周运动，圆周运动的半径与磁感应强度的大小和入射的速度的大小有关。
2．通过理论分析，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做匀速圆周运动，并能用学过的知识推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式。
3．能用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动的问题，了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。
4．通过实验和理论探究、合作探讨，体会科学探究的乐趣。
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。
教学方法与手段以问题思考为先导，引导学生运用原有所学的知识进行思考，再辅以实验仪器的演示探究，形成感性认识，再通过合作学习发动学生对带电粒子在磁场中的运动情况进行思考、讨论，进行理论探究，将带电粒子在匀强磁场中的运动的探究进行到底。
课前准备教学媒体洛伦兹力演示仪、多媒体课件、微机。
知识准备复习洛伦兹力的定义、洛伦兹力的特点。
教学过程导入新课[事件1]教学任务：设置疑问，导入新课师生活动：复习、设疑导入：设置思考问题，在复习上节所学内容的基础上思考问题，引入新课。
引入新课：问题思考1.什么是洛伦兹力？2.带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？3.带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？学生搜索已学知识，陷入思考中。
设计说明：问题的提出激发学生的好奇心和求知欲，使学生的注意力很快集中，进入探究的过程。
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 高中物理选修3-1新课优秀教案优秀教学设计(1)
3.6带电粒子在匀强磁场中的运动一、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。
二、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。
三、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。
四、教学方法提问、讨论、讲解、观察、练习反馈。
五、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=q v B，那么：垂直射入匀强磁场中的带电粒子，在洛伦兹力F=q v B的作用下，将会偏离原来的运动方向。
则粒子的运动径迹是怎样的呢？2．讲授新课（1）观察洛伦兹力演示仪，然后投影出它的视频提问：①通过什么方法观察到电子的径迹？（电子射线使管内的低压水银蒸气（或氢气）发出光辉，显示出电子的径迹）②你观察到了带电粒子的是一个怎样径迹？（没有磁场时，电子的径迹是直线；外加匀强磁场时，电子的径迹是圆形）（2）动画模拟仔细反复观察《带正电的粒子在磁场中的运动》动画，逐步完成下面的问题：①带电粒子在什么条件下做圆周运动？（带电粒子垂直射入磁场）②是一种什么性质的圆周运动？（匀速圆周运动）③为什么是匀速圆周运动？（因为带电粒子受到一个大小不变、方向总与粒子运动方向垂直的洛伦兹力）④什么力提供了向心力？（洛伦兹力F=q v B）⑤结合匀速圆周运动的有关公式，得出半径与什么物理量有关？（2m mq B rr qB=⇒=v vv）改变动画中带电粒子的速度，形象观察，使学生获得感性认识，同化理性推导的结果。
新课标高中物理选修第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动教案
第6节带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标核心提炼1.知道带电粒子沿着垂直于磁场的方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动。
1种分析方法——洛伦兹力提供向心力q v B＝mv2r2个推论公式——r＝m vqB，T＝2πmqB2个应用——质谱仪和回旋加速器2.理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
3.能够用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动问题。
4.知道回旋加速器、质谱仪的基本构造、原理及用途。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.运动轨迹带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时：(1)当v∥B时，带电粒子将做匀速直线运动。
(2)当v⊥B时，带电粒子将做匀速圆周运动。
2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动(1)运动条件：不计重力的带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场。
(2)洛伦兹力作用：提供带电粒子做圆周运动的向心力，即q v B＝m v2r。
(3)基本公式①半径：r＝m vqB；②周期：T＝2πmqB。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率和半径无关。
3.洛伦兹力的作用效果洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向，不改变带电粒子速度的大小，或者说洛伦兹力不对带电粒子做功，不改变粒子的能量。
二、质谱仪1.原理图：如图1所示。
图12.加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得qU＝12m v2。
3.偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：q v B＝m v2 r。
4.结论：r＝1B2mUq。
测出粒子的轨迹半径r，可算出粒子的质量m或比荷qm。
5.应用：可以测定带电粒子的质量和分析同位素。
三、回旋加速器1.构造图：如图2所示。
图22.核心部件：两个半圆金属D形盒。
3.原理：高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子做圆周运动的周期不变。
4.最大动能：由q v B＝m v2R和E k＝12m v2得E k＝q2B2R22m(R为D形盒的半径)，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。
高中物理《带电粒子在匀强磁场中的运动》优质课教案、教学设计
教学
理论分析带电粒子沿着与磁场方向垂直的方向进入匀强磁场必将
重点
做匀速圆周运动，并推导圆周运动的半径和周期公式
教学
难点
质谱仪的原理
教学
方法
讲授法，讨论法，练习法，实验法。
教学程序设计
教
学一：引入新课
前面我们学习了磁场对运动电荷的作用，同学们对洛伦兹力过是如何理解的？
3.6带电粒子在匀强磁场中的运动
教学设计
教学步骤
。
能力目标
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Fra bibliotek新问题。标
情感目标
通过学习质谱仪的工作原理，让学生认识先进科
程当运动电荷的速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子将怎样运动？
及这就是我们本节课要学习探究的主要内容。
展示本节课教学目标
方
二：进行新课
法1.学生猜想，然后老师动画演示。
教
学2.
过程及方法
学生思考总结，起来回
答
每道题都由学生独思考
，然后学生分析
课堂小
结
由学生总结本节课我学到了什么？
课后
作业
课后评测
板书设
计
带电粒子在磁场中的运动半径公式：
周期公式：
课后反思
这节课设计实际思路是：以学生为主体，老师起引导作用，以学生为核心，充分调动学生的积极性和参与意识，课上要尽可能多地留出时间给学生，让学生有充足的思维空间。
《带电粒子在匀强磁场中运动》教学设计
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教学设计因为本节内容较多，因此分成两节课来上，本节课学习带电粒子在匀强磁场中的运动规律及回旋加速器的原理。
一、教学目标（一）知识与技能1、知道带电粒子初速度与磁场垂直时，粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动；2、知道带电粒子在匀强磁场中作圆周运动时，向心力的来源、半径公式和周期公式的推导；3、了解回旋加速器的原理、粒子的最大速度的决定因素。
（二）过程与方法1、培养观察能力；2、培养学生推理能力和逻辑思维能力。
（三）情感、态度与价值观1、培养科研精神；2、培养爱国热情和为祖国科学献身的精神。
二、教学重点1、带电粒子在匀强磁场中运动的规律；2、回旋加速器中粒子获得最大速度的推导。
三、教学难点1、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的原因。
2、回旋加速器中粒子获得的最大速度与加速电压无关。
四、教学方法讲授、讨论、实验演示、计算机辅助五、教学过程（一）复习洛伦兹力的有关知识：1、洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受的作用力；2、当带电粒子速度方向与磁场方向平行时，粒子不受磁场力作用；，3、当带电粒子速度方向与磁场方向垂直时，粒子受到磁场作用力大小为f qvB方向由左手定则判定；4、洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变粒子速度大小，对粒子不做功。
（二）观看回旋加速器和高速粒子应用的视频，引入带电粒子在磁场中的运动在生产生活中的应用。
（三）介绍洛伦兹力演示器的结构，并演示电子初速度与磁场垂直时，电子在磁场中作圆周运动，学生填好导学案上对应的表格。
（四）学生根据记录的内容，分组讨论以下问题：二、思考与讨论1、电子在匀强磁场中做匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？2、若电子质量为m，带电量为e，进入磁场时初速度大小为v，匀强磁场磁感应强度大小为B，试推导电子在匀强磁场中做圆周运动的轨道半径公式和周期公式。
（五）小组代表上台交流，得出结果1、电子在匀强磁场中运动时，如果初速度方向与磁场方向垂直且只受洛伦兹力作用，则其做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供。
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动 高中物理选修3-1新课优秀教案优秀教学设计(5)
6 带电粒子在匀强磁场中的运动一、教材分析本节课的内容是高考的热点之一，不仅要求学生有很强的分析力和运动关系的能力，还要求学生有一定的平面几何的知识，在教学中要多给学生思考的时间二、教学目标（一）知识与技能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的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3、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，知道它们与哪些因素有关。
4、了解回旋加速器的工作原理。
（二）过程与方法通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问题。
（三）情感、态度与价值观通过本节知识的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。
三、教学重点难点教学重点带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹教学难点带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹四、学情分析本节教材的内容属于洛仑兹力知识的应用，采用先实验探究，再理论分析与推导的方法。
先实验观察再理论论证比较符合一般学生的认知过程，也可降低学习的难度。
五、教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法六、课前准备1、学生的准备：认真预习课本及学案内容2、教师的准备：洛伦兹力演示仪、电源、多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案七、课时安排：1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标提问：（1）什么是洛伦兹力？（2）带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？（3）带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？（三）合作探究、精讲点播1、带电粒子在匀强磁场中的运动介绍洛伦兹力演示仪。
如图所示。
引导学生预测电子束的运动情况。
（1）不加磁场时，电子束的径迹；（2）加垂直纸面向外的磁场时，电子束的径迹；（3）保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束的径迹；（4）保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束的径迹。
教师演示，学生观察实验，验证自己的预测是否正确。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 使学生掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 带电粒子在匀强磁场中的运动方程。
2. 洛伦兹力的大小和方向计算。
3. 带电粒子轨迹的判断。
三、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力的大小和方向计算。
2. 教学难点：带电粒子轨迹的判断，洛伦兹力方向公式的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 利用多媒体动画演示，帮助学生直观理解带电粒子在磁场中的运动。
3. 运用案例分析法，让学生通过解决实际问题，掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。
五、教学过程1. 导入：通过回顾电荷和磁场的基础知识，引导学生思考带电粒子在匀强磁场中如何运动。
2. 新课：讲解带电粒子在匀强磁场中的运动方程，引导学生掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。
3. 案例分析：分析实际例子，让学生运用所学知识解决带电粒子在匀强磁场中的运动问题。
4. 课堂讨论：让学生分组讨论带电粒子轨迹的判断方法，分享各自的观点。
5. 总结：对本节课的主要内容进行总结，强调洛伦兹力方向公式的应用。
6. 作业布置：布置一些有关带电粒子在匀强磁场中运动的练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价目标：检查学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度。
2. 评价方法：通过课堂提问、作业批改和小组讨论，了解学生对洛伦兹力大小和方向计算的掌握情况。
3. 评价内容：带电粒子运动方程的应用，洛伦兹力方向判断，实际问题解决。
七、教学拓展1. 带电粒子在非匀强磁场中的运动。
2. 洛伦兹力在现代科技领域的应用，如粒子加速器、磁悬浮列车等。
3. 探讨带电粒子在磁场中运动的圆形轨迹与螺旋轨迹的区别。
八、教学资源1. 多媒体教学课件。
2. 动画演示带电粒子在匀强磁场中的运动。
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普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]
第三章磁场
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动
★新课标要求
（一）知识与技能
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的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3、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，知道它们与哪些因素有关。
4、了解回旋加速器的工作原理。
（二）过程与方法
通过带电粒子在匀强磁场中的受力分析，灵活解决有关磁场的问题。
（三）情感、态度与价值观
通过本节知识的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新与应用历程。
★教学重点
带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹
★教学难点
带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹
★教学方法
1
实验观察法、讲述法、分析推理法
★教学用具：
洛伦兹力演示仪、电源、投影仪、投影片、多媒体辅助教学设备
★教学过程
（一）引入新课
教师：（复习提问）什么是洛伦兹力？
学生答：磁场对运动电荷的作用力
教师：带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？
学生答：不一定，洛伦兹力的计算公式为f=qvB sinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，f=qvB；当θ=0°时，f=0。
教师：带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动。
（二）进行新课
1、带电粒子在匀强磁场中的运动
教师：介绍洛伦兹力演示仪。
如图所示。
教师：引导学生预测电子束的运动情况。
（1）不加磁场时，电子束的径迹；
（2）加垂直纸面向外的磁场时，电子束的径迹；
（3）保持出射电子的速度不变，增大或减小磁感应强度，电子束的径迹；
（4）保持磁感应强度不变，增大或减小出射电子的速度，电子束的径迹。
教师演示，学生观察实验，验证自己的预测是否正确。
实验现象：在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形。
磁场越强，径迹的半径越小；电子的出射速度越大，径迹的半径越大。
教师指出：当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，电子受到垂直于速度方向的洛伦兹力的作用，洛伦兹力只能改变速度的方向，不能改变速度的大小。
因此，洛伦兹力对粒子不做功，不能改变粒子的能量。
洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了向心力的作用。
所以，当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
思考与讨论：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r 和周期T 为多大呢？
出示投影片，引导学生推导：
一带电量为q ，质量为m ，速度为v 的带电粒子垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，其半径r 和周期T 为多大？如图所示。
学生推导：粒子做匀速圆周运动所需的向心力F =m r
v 2
是由粒子所受的洛伦兹力提供的，所以
qvB =m r
v 2
由此得出
r =qB
mv ① 周期T =v
r 2
代入①式得
T =qB
m 2 ② 师生互动、总结：由①式可知，粒子速度越大，轨迹半径越大；磁场越强，轨迹半径越小，这与演示实验观察的结果是一致的。
由②式可知，粒子运动的周期与粒子的速度大小无关。
磁场越强，周期越短。
点评：演示实验与理论推导相结合，使学生从感性认识上升到理性认识，实现认识上的升华。
教师：介绍带电粒子在汽泡室运动的径迹照片，让学生了解物理学中研究带电粒子运动的方法。
投影片出示例题：
教师引导学生对结果进行讨论，让学生了解有关质谱仪的知识。
让学生了解质谱仪在科学研究中的作用。
2、回旋加速器
教师：在现代物理学中，人们为探索原子核内部的构造，需要用能量很高的带电粒子去轰击原子核，如何才能使带电粒子获得巨大能量呢？如果用高压电源形成的电场对电荷加速，由于受到电源电压的限制，粒子获得的能量并不太高。
美国物理学家劳伦斯于1932年发明了回旋加速器，巧妙地利用较低的高频电源对粒子多次加速使之获得巨大能量，为此在1939年劳伦斯获诺贝尔物理奖。
那么回旋加速器的工作原理是什么呢？
引导学生阅读教材有关内容，了解各种加速器的发展历程，体会回旋加速器的优越性。
课件演示，回旋加速器的工作原理，根据情况先由学生讲解后老师再总结。
在讲解回旋加速器工作原理时应使学生明白下面两个问题：
（1）在狭缝A′A′与AA之间，有方向不断做周期变化的电场，其作用是当粒子经过狭缝时，电源恰好提供正向电压，使粒子在电场中加速。
狭缝的两侧是匀强磁场，其作用是
当被加速后的粒子射入磁场后，做圆运动，经半个圆周又回到狭缝处，使之射入电场再次加速。
（2）粒子在磁场中做圆周运动的半径与速率成正比，随着每次加速，半径不断增大，而粒子运动的周期与半径、速率无关，所以每隔相相同的时间（半个周期）回到狭缝处，只要电源以相同的周期变化其方向，就可使粒子每到狭缝处刚好得到正向电压而加速。
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。
请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
【例1】一个负离子，质量为m ，电量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。
磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图中纸面向里。
（1）求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离。
（2）如果离子进入磁场后经过时间t 到达位置P ，证明：直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是t m
qB 2=θ。
解析：（1）离子的初速度与匀强磁场的方向垂直，在洛仑兹力作
用下，做匀速圆周运动。
设圆半径为r ，则据牛顿第二定律可得：
r
v m Bqv 2
= ，解得Bq mv r = 如图所示，离了回到屏S 上的位置A 与O 点的距离为：AO =2r
所以Bq
mv AO 2=
B
（2）当离子到位置P 时，圆心角：t m Bq r vt ==
α 因为θα2=，所以t m
qB 2=θ。
【例2】如图所示，半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向
里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A 点以速度v 0垂直磁场
方向射入磁场中，并从B 点射出，∠AOB =120°，则该带电粒子在磁场
中运动的时间为_______
A ．2πr /3v 0
B ．23πr/3v 0
C ．πr /3v 0
D ．3πr/3v 0 解析：首先通过已知条件找
到
所对应的圆心O ′，由图可知θ=60°，得t =
qB
m
T 336060π=⋅︒︒，但题中已知条件不够，没有此选项，必须另想办法找规律表示t ，由圆周运动和t = =v
R θ⨯。
其中R 为AB 弧所对应的轨道半径，由图中ΔOO ′A 可得R =3r ，所以t =3r ×π/3r 0，D 选项正确。
答案：D
【例3】电子自静止开始经M 、N 板间（两板间
的电压为u ）的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射
入宽度为d 的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P
偏离入射方向的距离为L ，如图所示。
求匀强磁场的
磁感应强度。
（已知电子的质量为m ，电量为e ）
解析：电子在M 、N 间加速后获得的速度为v ，由动能定理得：
2
1mv 2-0=eu 电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：
evB =m r
v 2
v
AB
电子在磁场中的轨迹如图，由几何得：
22
2d L L
+=r
d L 22+ 由以上三式得：B =e
mu d L L
2222+ ★课余作业
完成P 108“问题与练习”第1、2、5题。
书面完成第3、4题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。