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1、人教版 选修3-1 第三章第六节2.重点与难点6.教学过程设计5.教法和学法分析 4.教学目标分析3.学生情况分析说 课 内 容1.教材的地位及作用1.教材的地位和作用本节内容是高中物理选修3-1第三章 第六节的内容，介绍带电粒子在磁场中的 运动，其实是第五节洛伦兹力的应用。质 谱仪和回旋加速器的介绍，是带电粒子在 匀强磁场中运动的知识在现代科技中应用 的实例，通过本节课的学习既可巩固前面 的知识，培养学生综合运用力学知识和电 学知识的能力，又体现了学以致用的精神 ，激发学生现身科技的热情。 2. 重点及难点本节采用了先试验探究，再理论分析与 推导的顺序，带着试验得到的感性材料，再 用学过的知
2、识进行理论分析，从理论的高度 推导出试验现象的必然性。所以理论分析带 电粒子沿着与磁场方向垂直的方向进入匀强 磁场必将做匀速圆周运动，并推导圆周运动 的半径和周期公式是本节的重点。质谱仪和 回旋加速器的原理是本节的难点。3.学生情况分析世界上没有完全相同的两片树叶，设计 教学离不开对学生情况的精确把握。我所教的几个班的学生物理基础相对薄 弱，数学功底也有欠缺，逻辑思维能力也不 强。不过，我所教几个班的学生在物理课堂 上思维活跃，特别对物理规律和生活实际的 联系比较感兴趣，这是在教学中发挥其主体 作用的前提。4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度 和 价值观4.教学目标分析知识与技能过程
3、与方法情感、态度 和 价值观)通过实验知道带电粒子沿着与磁场垂直的 方向进入匀强磁场会做圆周运动，圆周运 动的半径与磁感应强度的大小和粒子入射 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匀强磁场中做 匀速圆周运动，并能用学过的知识推导匀 速圆周运动的半径和周期公式。 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.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度 和 价值观n 通过推理、判断带电粒子在 匀强磁场中的运动性质的过程 ，培养学生严密的逻辑推理、 理论与实践相结合的能力。n 能从洛伦
4、兹力提供向心力开 始，推导出带电粒子匀速圆周 运动的半径公式和周期公式， 培养学生综合应用知识的能力 。4.教学目标分析知识与技能过程与方法情感、态度 和 价值观n让学生体会物理研究的最终 目的是应用于实践。n新科技的发展有赖于物理学 的发展与应用。5.教法和学法分析说教法说学法说教法用情景激发兴趣。做好演示实验实验 ，创创造新奇 的电电学现现象，使学生产产生惊奇 的感觉觉，激发发他们们学习习自然科 学的兴兴趣。说教法用问题激发学习的热情。教学中依据试验现试验现 象和概 念的特点，生成一些有梯度，能 提升思维维强度的问题问题 ，使学生 切实实做到独立思考，师师生互动动 ，同伴交流，使学生产产生
5、学习习的 热热情。说教法用过程构建方法。先实验探究，再理论分析与推导的顺序。 带着实验得到的感性材料，再用学过的知识进 行理论分析，从理论的高度推导出实验现象的 必然性，这样先实验观察再理论论证比较符合 一般的认知过程，也降低了学习的难度。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。说学法本节课我主要采用了问题学习法 和讨论学习法。重视学生的学习的 主动性，特别是运用讲授法时，用 思考培养技能，教学的每个细节， 都让学生处于矛盾和问题之中，避 免学生进入被动学习状态，通过小 组讨论，使学生学会合作学习，乐 于探究。 6.教学过程设计引入新课
6、带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪回旋加速器引入新课好的导入可以激发学生 的求知欲望，更好的完成 本节课的教学。我通过视 频动画，使学生带着好奇 心进入新课。 带电粒子在磁场中的运动先介绍试验器材，用问题 引导学生思考，学生先利用所 学的知识做出预测。亥姆霍兹线圈电 子 枪磁场强弱选择挡加速电压 选择挡带电粒子在磁场中的运动按如下的问题进行探究： 1)不加磁场时，电子束的经迹如何？ 2)给励磁线圈通电，电子束在匀强磁场 中的经迹又如何？ 3)保持电子束入射的速度不变，改变磁 场的强弱，电子束的经迹如何变化？ 4)保持磁场的强弱不变，改变电子束的 入射速度，电子束的经迹如何变化？ 带电粒子在磁场中
7、的运动再用洛伦兹力演示仪实验逐一 验证学生的预测或猜想。带电粒子在磁场中的运动然后用洛伦兹力的知识和匀速圆周 运动的知识对观察到的现象加以说明， 并进一步推导半径和周期公式。在这个 过程中，学生可以体会到成功的喜悦， 有利于达成课堂教学中的情感目标，同 时有利于培养学生理论联系实际的科学 思维方法。 通过威 尔逊云室 显示的正 负电子在 匀强磁场 中的运动 径迹通过格 雷塞尔气 泡室显示 的带电粒 子在匀强 磁场中的 运动径迹带电粒子在磁场中的运动运用实物投影展示气泡室、云室中 带电粒子在匀强磁场中运动经迹的照片 ，提出问题。通过对问题的分析与思考 ，让学生用刚刚学过的知识解决实际问 题，一方
8、面强化有意记忆，另一方面培 养学生运用所学知识解决实际问题的能 力。 例题 一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下 方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎 为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强 度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。 （1）求粒子进入磁场时的速率。 （2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。2质谱仪课本通过一个例题的形式介绍了质 谱仪，应用静电力做功，动能定理和洛 伦兹力的知识，学生不难得到带电粒子 在匀强磁场中运动的半径的表达式。这 部分教学还要着重介绍质谱仪的用途和 作用，介绍测定粒子的比荷在物理学发 展中的重要作用，可以用质谱仪测定分 析同位素，
9、可以测定带电粒子的质量等 。 3回旋加速器从怎样才能获得高能粒 子这一问题引出粒子加速 器的问题。 3回旋加速器首先介绍直线加速器， 介绍直线加速器在技术上和 实际中遇到的困难。 怎样才能得到能量很高的粒子呢?（1）静电力做功：Ek=qu 困难：技术上不能产生过高电压（2）多级加速器 困难：加速设备长3回旋加速器可利用磁场改变带电粒子的 运动轨迹，让粒子转圈圈似得多 级加速，这就要求老师先做足够 的铺垫和引导，充分调动学生思 维的积极性，再让学生进行联想 和设计，这就引入了回旋加速器 。 回旋加速器 1931年，加利福尼亚大学的劳 伦斯提出了一个卓越的思想，通 过磁场的作用迫使带电粒子沿着 磁极之间做螺旋线运动,把长长 的电极像卷尺那样卷起来，发明 了回旋加速器，第一台直径为27cm的回旋 回速器投入运行，它能将质子 加速到1Mev。 1939年劳伦斯获诺贝尔 物理奖。2回旋加速器 回旋加速器两D形盒中有匀强磁场无电场，盒间缝隙有交变电场。电场使粒子加速，磁场使粒子回旋。粒子回旋的周期不随半径改变。让电场方向变化的周期与粒子回旋的周期一致，从而保证粒子始终被加速。3回旋加速器然后介绍回旋加速器的主要 装置和原理，最后指出回旋加速 器的局限性。通过对加速器发展 过程的了解，使学生认识到科学 发展的艰辛与快乐。谢谢指导再见
