第一篇：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動教學(xué)設(shè)計解讀

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計

祝塘中學(xué) 謝正平

一、教學(xué)設(shè)計思路

這節(jié)內(nèi)容主要是使學(xué)生清楚在勻強(qiáng)磁場中帶電粒子在洛倫茲力作用下運(yùn)動的情況及其成因。有洛倫茲力演示儀和動畫課件的輔助，學(xué)生大體理解帶電粒子是做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑和周期也不難明白，但更多的是讓學(xué)生了解過程、細(xì)節(jié)，如每時每刻洛倫力茲力與粒子速度都是垂直關(guān)系，這往往是解決帶是粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動綜合性問題的突破口。而這樣的綜合性題目在高考中常常見到，有時甚至以壓軸題出現(xiàn)，要很好地解決它，不是僅僅知道軌道半徑公式和周期公式就行的，分析出粒子的運(yùn)動過程，找出其幾何關(guān)系，才是解決問題的首要。

為了使學(xué)生注意帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的過程，采用課件動畫模擬，從而反復(fù)觀察直到學(xué)生清楚為止，也驗(yàn)證著相關(guān)的猜想和結(jié)果。為了保持思想的流暢和活躍，在觀察動畫或視頻的同時（或之后），逐步提出有關(guān)問題，分解成多個問題，階梯式地上升，逼近結(jié)果，得出結(jié)論。

二、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能

（1）了解顯示電子徑跡的方法

（2）理解帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場時的運(yùn)動性質(zhì)及相應(yīng)的軌道半徑和周期

（3）了解質(zhì)譜儀

2．過程與方法

通過觀察視頻和動畫，知道洛倫茲力提供向心力，結(jié)合勻速圓周運(yùn)動的公式，得出軌道半徑和周期；利用帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場時做勻速圓周運(yùn)動，制造出質(zhì)譜儀，是精確測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的一種重要工具。

3．情感、態(tài)度與價值觀

通過對帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑和周期公式的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：理解軌道半徑和周期。

難點(diǎn)：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動的成因。

四、實(shí)驗(yàn)器材及教學(xué)媒體的選擇與使用

洛倫茲力演示儀、多媒體投影系統(tǒng)。

五、教學(xué)方法

提問、討論、講解、觀察、練習(xí)反饋。

六、教學(xué)過程

1．引入新課

上節(jié)課推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中受力，即洛倫茲力F=qvB，那么：垂直射入勻強(qiáng)磁場中的帶電粒子，在洛倫茲力F=qvB的作用下，將會偏離原來的運(yùn)動方向。則粒子的運(yùn)動徑跡是怎樣的呢？

2．講授新課

（1）觀察洛倫茲力演示儀，然后投影出它的視頻

提問：①通過什么方法觀察到電子的徑跡？（電子射線使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣（或氫氣）發(fā)出光輝，顯示出電子的徑跡）

②你觀察到了帶電粒子的是一個怎樣徑跡？（沒有磁場時，電子的徑跡是直線；外加勻強(qiáng)磁場時，電子的徑跡是圓形）

（2）動畫模擬

仔細(xì)反復(fù)觀察《帶正電的粒子在磁場中的運(yùn)動》動畫，逐步完成下面的問題：

①帶電粒子在什么條件下做圓周運(yùn)動？（帶電粒子垂直射入磁場）

②是一種什么性質(zhì)的圓周運(yùn)動？（勻速圓周運(yùn)動）

③為什么是勻速圓周運(yùn)動？（因?yàn)閹щ娏Ｗ邮艿揭粋€大小不變、方向總與粒子運(yùn)動方向垂直的洛倫茲力）

④什么力提供了向心力？（洛倫茲力F=qvB）

⑤結(jié)合勻速圓周運(yùn)動的有關(guān)公式，得出半徑與什么物理量有關(guān)？（）改變動畫中帶電粒子的速度，形象觀察，使學(xué)生獲得感性認(rèn)識，同化理性推導(dǎo)的結(jié)果。

⑥帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，洛倫茲力對帶電粒子做了功嗎？（沒有）

⑦通過觀察左邊的動畫，你聯(lián)想到與以前哪種情景的運(yùn)動相似？（萬有引力提供向心力的人造衛(wèi)星繞地球或行星繞恒星運(yùn)動的情景相似）

⑧粒子運(yùn)動的快慢與什么因素有關(guān)呢？（不立即回答，引出下面的周期問題）

(3)觀察洛倫茲力演示儀，驗(yàn)證上述思想，強(qiáng)化軌道半徑公式

(4)觀察《不速度的電子在同一磁場中的運(yùn)動》動畫。

提問：①你觀察到了一個什么有趣的現(xiàn)象？（不同速度的電子在同一磁場中運(yùn)動，軌道半徑不同，但運(yùn)動一周的時間相等，即周期相同）

②如何解釋這個現(xiàn)象？（帶電粒子速度無關(guān)！）

（5）知識反饋與鞏固，與

觀察《運(yùn)動電荷垂直于磁場》動畫，由參數(shù)選擇的組合，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，可以事先或當(dāng)堂編制一些物理問題，如帶電粒子將朝哪個方向做圓周運(yùn)動（左手定則的考查）？軌道半徑和周期分別是多少（鞏固軌道半徑和周期公式）？學(xué)生回答完后，可以立即從課件上得到驗(yàn)證。

（6）了解質(zhì)譜儀

通過《質(zhì)譜儀原理》課件，了解質(zhì)譜儀的原理和作用。

（7）小結(jié)即板書部分

①帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中是做勻速圓周運(yùn)動

軌道半徑

周期

②應(yīng)用：質(zhì)譜儀

七、教學(xué)反思

這節(jié)課使用多媒體技術(shù)，使得傳統(tǒng)很難講述的問題變得輕松，比如帶電粒子的運(yùn)動徑跡，傳統(tǒng)課很難顯示，用洛倫茲力演示儀也是通過光輝效應(yīng)間接顯示，而且對于全教室的學(xué)生清晰度不高、觀察的可見度低，而應(yīng)用多媒體技術(shù)就輕松地解決了這個問題。由于有了帶電粒子在磁場中徑跡顯示過程，也就使學(xué)生了解了其過程，而不是簡單的記憶結(jié)果。有了動畫形象的襯托，使學(xué)生獲得感性的認(rèn)識，有利地幫助學(xué)生理解理性推導(dǎo)的軌道半徑和周期公式等。也就說，這節(jié)課使用了動畫，突出了學(xué)生學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的過程。

在顯示帶電粒子的徑跡方法上，本堂課只用了水銀蒸汽的光輝效應(yīng)，沒能用動畫形式展示更多的方法，如云室法、汽泡室法，可能需要今后作進(jìn)一步的研究。

第二篇：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動的教學(xué)反思

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動》的教學(xué)反思

嘉積中學(xué)

馮逸

帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動歷來都是高考考查的重要內(nèi)容！該課程的內(nèi)容包括兩部分：

一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動。

二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動的實(shí)際應(yīng)用———質(zhì)譜儀和回旋加速器。具體的教學(xué)目標(biāo)是：①知道帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動軌跡是個圓，知道其半徑與粒子的速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。②能從理論上分析帶電粒子垂直于勻強(qiáng)磁場運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動，能推導(dǎo)做圓周運(yùn)動的半徑和周期公式。③了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。由于前兩部分內(nèi)容都是教學(xué)的重點(diǎn)。并且本節(jié)內(nèi)容和以前的力學(xué)知識緊密結(jié)合，綜合性較強(qiáng)，構(gòu)成教學(xué)的難點(diǎn)。

在本節(jié)課的落實(shí)上，我采用了具體如下的實(shí)施。1.針對學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱的實(shí)際情況，以復(fù)習(xí)洛倫茲力的大小和方向判斷作為引子，引入新課，提出：“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中將做什么運(yùn)動？”。從易到難，為學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課打基礎(chǔ)、做鋪墊。其中在復(fù)習(xí)公式上，采用了學(xué)生上黑板板書的措施落實(shí)復(fù)習(xí)回顧。2.有了必備的知識和方法作為基礎(chǔ)，讓學(xué)生先從力和運(yùn)動的分析方法入手，結(jié)合課本與實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生知道帶電粒子垂直于磁場方向的運(yùn)動軌跡是個圓，并且是勻速圓周運(yùn)動，然后我指明帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的條件，進(jìn)而讓學(xué)生在教師的指點(diǎn)下能用學(xué)過的力學(xué)方法逐步的推導(dǎo)其運(yùn)動半徑和周期。其中推導(dǎo)做圓周運(yùn)動的半徑和周期公式時，我讓兩名推導(dǎo)過程比較規(guī)范的學(xué)生上黑板板書與講解的措施。這樣，既能鍛煉講解的學(xué)生的邏輯思維的能力和語言的表達(dá)能力，也能把學(xué)生之間的思維拉近，便于理解，之后通過相關(guān)的達(dá)標(biāo)訓(xùn)練予以練習(xí)鞏固；達(dá)到分解難點(diǎn)、消化重點(diǎn)的目的。

第三篇：精品高二物理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動教學(xué)設(shè)計

3.6、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（第1課時）

同心縣豫海回民中學(xué)

鎖俊明

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1、理解洛倫茲力對粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時，粒 子在勻磁場中做勻速圓周運(yùn)動.3、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑、周期 公式，并會用它們解答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。

（二）過程與方法

通過綜合運(yùn)用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場（電場、磁場）中的問題.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.（三）情感態(tài)度與價值觀

通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程。

二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑和周期公式，并能用來分析有關(guān)問題.難點(diǎn)：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動.2.綜合運(yùn)用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場中的問題.三、教具：洛倫茲力演示儀、電源、多媒體等

四、教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)引入

［問題1］什么是洛倫茲力？［磁場對運(yùn)動電荷的作用力］ ［問題2］洛倫茲力的大小和方向如何確定？［大小：F=qvBsinθ 方向：左手定則］ ［問題3］帶電粒子在磁場中是否一定受洛倫茲力？［不一定，洛倫茲力的計算公式為F=qvBsinθ，θ為電荷運(yùn)動方向與磁場方向的夾角，當(dāng)θ=90°時，F(xiàn)=qvB;當(dāng)θ=0°時，F(xiàn)=0.］

帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時到底會做什么運(yùn)動呢？今天我們來學(xué)習(xí)—— 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

（二）新課講解---第六節(jié)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

問題1：帶電粒子平行射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動狀態(tài)？（重力不計）

勻速直線運(yùn)動

問題2：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場的運(yùn)動狀態(tài)？（重力不計）（1）當(dāng)v⊥B 時，洛倫茲力的方向與速度方向的關(guān)系?（2）帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，粒子的速率變化么？（3）洛倫茲力如何變化？

（4）從上面的分析，你認(rèn)為垂直于勻強(qiáng)磁場方向射入的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動狀態(tài)如何？ 實(shí)驗(yàn)：洛倫茲力演示儀（1）構(gòu)造: ①電子槍：射出電子

②加速電場：作用是改變電子束出射的速度.③勵磁線圈：作用是能在兩線圈之間產(chǎn)生平行于兩線圈中心的連線的勻強(qiáng)磁場.（2）實(shí)驗(yàn)演示

a、不加磁場時觀察電子束的徑跡.b、給勵磁線圈通電，觀察電子束的徑跡.c、保持初射電子的速度不變，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察電子束徑跡的變化.d、保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化.（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動.②磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，粒子射入的速度增加，軌道半徑也增大。③粒子射入速度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，軌道半徑減小。理論分析

因?yàn)椋郝鍋銎澚偱c速度方向垂直.所以：洛侖茲力不改變速度大小，洛侖茲力的大小也就不變.結(jié)論：帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。由洛侖茲力提供向心力。

【注意】帶電粒子做圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供。通過“思考與討論”，使學(xué)生理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，的軌道半徑r和周期T與粒子所帶電量、質(zhì)量、粒子的速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度有什么關(guān)系。

［出示投影］

一帶電量為q，質(zhì)量為m ,速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，其半徑r和周期T為多大？

［問題1］什么力給帶電粒子做圓周運(yùn)動提供向心力？［洛倫茲力給帶電粒子做圓周運(yùn)動提供向心力］

［問題2］向心力的計算公式是什么？［F=mv2/r］

v2［教師推導(dǎo)］粒子做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力F=m是由粒子所受

r的洛倫茲力提供的，所以

qvB=mv2/ r由此得出r=

mv qBT=2?r2?m2?m可得T= ?qBvqB（2）、軌道半徑和周期

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑及周期公式.1、軌道半徑r =【說明】：

（1）軌道半徑和粒子的運(yùn)動速率成正比.（2）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期跟軌道半徑和運(yùn)動速率無關(guān).例

1、（見PPT課件）［出示投影課本例題］

例

2、如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子

mv

2、周期T =2πqBm/ qB 從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，最后打到底片D上.(1)粒子進(jìn)入磁場時的速率。(2)求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑。

解：（1）粒子在S1區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.由動能定理知，粒子在電場中得到的動能等于電場對它所做的功，即 mv2?qu

由此可得v=2qu/m.（2）粒子做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力是由粒子所受的洛倫茲力提v2供，即 qvB?m

r12所以粒子的軌道半徑為 r=mv/qB=2mu/qB2

［教師講解］r和進(jìn)入磁場的速度無關(guān)，進(jìn)入同一磁場時，r∝

m，q而且這些個量中，u、B、r可以直接測量，那么，我們可以用裝置來測量比荷或算出質(zhì)量。

例題給我們展示的是一種十分精密的儀器------質(zhì)譜儀 質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.---例題

3、如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進(jìn)入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E、方向水平向右．已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)．可測量出G、H間的距離為l．帶電粒子的重力可忽略不計．求：

（1）粒子從加速電場射出時速度v的大小．（2）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向．

（3）偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小．

（三）對本節(jié)要點(diǎn)做簡要小結(jié).（四）課后作業(yè)：

完成“問題與練習(xí)”1、2、3作業(yè)。

第四篇：《帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計

《帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計

湖北省武漢市青山區(qū)武鋼十六中 朱廣林

【課題】

《帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動》──人民教育出版社新課標(biāo)教材《選修3－1》，2004年5月第一版，第一章第8節(jié)。

【學(xué)習(xí)任務(wù)分析】

1、探究帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速、偏轉(zhuǎn)規(guī)律。

2、探究示波管的工作原理。

【學(xué)習(xí)者分析】

思維基礎(chǔ)：平時教學(xué)中，注重“模型分析－猜想－實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證－上升理論”模式的教學(xué)，學(xué)生已習(xí)慣于這種科學(xué)探究的學(xué)習(xí)模式。

心理特點(diǎn)：學(xué)生在強(qiáng)烈興趣（實(shí)驗(yàn)引入）的驅(qū)使下，利用已有知識進(jìn)行新規(guī)律的探究，既有挑戰(zhàn)性，也有成就感。

已有知識：學(xué)生熟悉自由落體運(yùn)動規(guī)律；理解粒子在電場中的受力特征和功能關(guān)系。

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與能力

1、理解帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律，并能分析和解決加速和偏轉(zhuǎn)方面的問題。

2、知道示波管的基本原理。

3、讓學(xué)生動腦（思考）、動筆（推導(dǎo)）、動手（實(shí)驗(yàn)）、動口（討論）、動眼（觀察）、動耳（傾聽），培養(yǎng)學(xué)生的多元智能。

二、過程與方法

1、通過復(fù)習(xí)自由落體運(yùn)動規(guī)律，由學(xué)生自己推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律。

2、通過由淺入深、層層推進(jìn)的探究活動，讓學(xué)生逐步了解示波管的基本原理。

3、使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展“猜想－實(shí)驗(yàn)－理論”的科學(xué)探究方法，讓學(xué)生主動思維，學(xué)會學(xué)習(xí)。

三、情感態(tài)度與價值觀

1、通過理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合，讓學(xué)生形成科學(xué)世界觀：自然規(guī)律是可以理解的，我們要學(xué)習(xí)科學(xué)，利用科學(xué)知識為人類服務(wù)。

2、利用帶電粒子在示波管中的藍(lán)色輝光、示波器上神奇變換的波形，展現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象之美，激發(fā)學(xué)生對自然科學(xué)的熱愛。

【教學(xué)過程分析和設(shè)計】

一、實(shí)驗(yàn)引入，激發(fā)興趣

1、接通示波管電源，演示帶電粒子在電場中運(yùn)動撞擊氣體而發(fā)出藍(lán)色輝光，調(diào)節(jié)加速和偏轉(zhuǎn)電壓，軌跡發(fā)生改變，引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈興趣。指出藍(lán)色輝光不是電子，但可以顯示電子運(yùn)動軌跡，如圖所示。

2、接通示波器電源，演示熒光屏上的正弦圖像，如圖所示。

3、在大屏幕上投影出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二、探究帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律

1、〖探究1〗帶電粒子經(jīng)過電壓U加速，如何求獲得的速度？如圖一所示。

學(xué)生動筆推導(dǎo)，老師巡堂，找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上，其它學(xué)生對照。此處為剛學(xué)內(nèi)容，一般學(xué)生都能很快由動能定理推出速度。從快處理。

2、提問：平拋運(yùn)動的規(guī)律？

學(xué)生動筆推導(dǎo)，老師巡堂，找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上，其它學(xué)生對照。此處知識簡單，從快處理。

3、〖探究2〗帶電粒子以初速度ｖ0垂直電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，從另一端穿出。粒子在電場中做何運(yùn)動？其偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角的正切值tan θ如何計算？與U有何關(guān)系？如圖二所示。

學(xué)生推導(dǎo)，老師巡堂，個別指導(dǎo)。時間約5分鐘。找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上，教師作出評價，其它學(xué)生對照。

4、〖探究3〗帶電粒子以ｖt速度離開偏轉(zhuǎn)電場，在到達(dá)熒光屏之前作何運(yùn)動？在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)距離y′如何計算？y′與U有何關(guān)系？如圖三所示。

三、探究示波管的工作原理

1、提問：若x＝l＝4cm，v0＝8×10m/s，則電子穿過偏轉(zhuǎn)電極間的時間ｔ為多少？意味著什么？

學(xué)生通過簡單計算，易知t＝l/v0=1/（2×10）ｓ，即為20億分之1秒！可以認(rèn)為電子的偏轉(zhuǎn)是幾乎不需要時間的。若偏轉(zhuǎn)電壓發(fā)生變化，則電子在熒光屏上的位置同步變化！如圖四所示。這是理解示波管原理的關(guān)鍵所在。

862、〖探究1〗探究熒光屏上圖像與豎直方向電壓關(guān)系

探究方式：先投影出表格中左邊電壓圖像，學(xué)生分組討論、猜想，小組發(fā)言陳述熒光屏上可能圖像及理由，再由老師實(shí)驗(yàn)演示（從學(xué)生信號源向示波器輸入方波信號，掃描置于“外x”檔），與表格右邊圖像對照，是否一致。當(dāng)猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致時，學(xué)生能立即享受到成功的喜悅；不一致時，更能引發(fā)學(xué)生思考，學(xué)生在解決思維沖突中構(gòu)建知識，提高能力。

3、〖探究2〗探究熒光屏上圖像與水平方向電壓關(guān)系

說明：將方波電壓由豎直方向變?yōu)樗椒较虻囊?guī)律是容易理解的，但偏轉(zhuǎn)電壓由跳躍式的變?yōu)檫B續(xù)變化的鋸齒波，學(xué)生在思維上有較大難度。而在第1步中通過計算得出偏轉(zhuǎn)時間極短，這里還可以與鋸齒波的周期進(jìn)行比較，電子大概在鋸齒波周期的千萬分之一內(nèi)就通過了偏轉(zhuǎn)電場！可以認(rèn)為，電子在迅速穿過偏轉(zhuǎn)電場過程中，偏轉(zhuǎn)電壓還“來不及”變化！由此得到每一個瞬時電壓對應(yīng)于熒光屏上一個唯一點(diǎn)，熒光屏上的位置與電壓同步均勻變化，這個過程叫“掃描”。有此基礎(chǔ)，以后的探究就簡單多了。

4、〖探究3〗探究示波管原理

說明：先行呈示水平和豎直方向電壓波型，學(xué)生作出猜想、討論、小組發(fā)言，闡述熒光屏將出現(xiàn)何種圖像和理由；再由老師實(shí)驗(yàn)演示；最后由幾何畫板課件模擬兩個勻速直線運(yùn)動合成規(guī)律（如左下圖所示），以加強(qiáng)理解。

正弦波圖像的顯示原理與方波基本相同，探究步驟同上。用幾何畫板課件模擬一個勻速直線運(yùn)動和一個簡諧運(yùn)動合成規(guī)律（如右上圖所示），以加強(qiáng)理解。

四、課外探究活動

1、如何得到如下所示波型？同學(xué)之間可以通過討論、猜想，到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。必要時可以尋求老師和實(shí)驗(yàn)員的幫助。

2、上網(wǎng)查詢了解示波器有哪些用途？有哪些種類？將結(jié)果發(fā)布在校園論壇上，與大家共享。

五、作業(yè)

1、課后練習(xí)

【教學(xué)策略】

一、提出先行組織者，逐步分化，綜合貫通

從3個方面執(zhí)行知識的先行組織：

1、通過示波管輝光和示波器正弦波型演示，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈興趣，然后在大屏幕投影出學(xué)習(xí)目標(biāo)，形成學(xué)習(xí)動機(jī)。

2、復(fù)習(xí)相關(guān)已有知識，如自由落體運(yùn)動規(guī)律、電場知識。

3、在知識的組織結(jié)構(gòu)功能方面，表現(xiàn)出形式圖式的性質(zhì)和特征：設(shè)計理解示波管工作原理的表格，目標(biāo)任務(wù)一目了然。

二、知識建構(gòu)

通過復(fù)習(xí)舊知識，構(gòu)建新知識，著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，為學(xué)生提供帶有難度的內(nèi)容，調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其潛能，超越其最近發(fā)展區(qū)而達(dá)到其困難發(fā)展區(qū)的水平，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一個發(fā)展區(qū)的發(fā)展。

三、支架式教學(xué)

采用“剝殼”方式，將示波管原理的難度層層分解，使學(xué)生從最低一級“支架”逐漸往上“爬”，“爬”不上去還可以從目標(biāo)表格退回學(xué)習(xí)，理解后繼續(xù)前進(jìn)，讓學(xué)生一步步取得成功。

四、探究式學(xué)習(xí)

1、讓學(xué)生自己根據(jù)已有知識推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律，獲得合理知識結(jié)構(gòu)。

2、設(shè)計表格，讓學(xué)生自己探究出示波管的工作原理。

3、學(xué)生分組探究，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、溝通、表達(dá)能力和團(tuán)隊精神。

【教學(xué)評價與反思】

一、成功之處

1、運(yùn)用國內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)理念，采用探究式教學(xué)，支架式設(shè)計，讓學(xué)生自己獲得規(guī)律，理解原理，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和知識的牢固程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式。事實(shí)證明，學(xué)生在以后做示波器實(shí)驗(yàn)時已相當(dāng)熟練；即使經(jīng)過一年后，高三復(fù)習(xí)時也有大部分學(xué)生對該部分知識記憶猶新。

2、采用“理論—猜想—實(shí)驗(yàn)—理論”模式，有效調(diào)動學(xué)生多種感官，發(fā)展學(xué)生多元智能，面向全體學(xué)生，讓具有不同特點(diǎn)的學(xué)生都能得到發(fā)展，注重因材施教。

3、以學(xué)生為課堂主體，老師起著引領(lǐng)方向和監(jiān)控全局的作用。老師的主體作用表現(xiàn)在課前：如何引入？如何設(shè)問？如何設(shè)計探究的層次和難度？設(shè)計合理的教學(xué)設(shè)計，永遠(yuǎn)是一項極具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性的工作。

4、這節(jié)課的重點(diǎn)是推導(dǎo)、理解規(guī)律而非計算。為了避免在計算上花費(fèi)太多時間，兩個例題中都不要求算出結(jié)果，因?yàn)榱Ｗ铀俣取⑵D(zhuǎn)距離和偏向角對示波管的原理影響都不大。但有一個數(shù)據(jù)是很重要的──粒子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間極短。把此細(xì)節(jié)放大，是為了讓學(xué)生理解偏轉(zhuǎn)距離隨偏轉(zhuǎn)電壓同步變化，這是理解示波管原理的關(guān)鍵所在。

5、采用多媒體技術(shù)，免去板書時間，大大提高課堂執(zhí)行效率。采用幻燈片投影，方便學(xué)生交流學(xué)習(xí)成果。

二、問題反思

1、學(xué)生能力因人而異，在推導(dǎo)規(guī)律過程中，少數(shù)學(xué)生不能按時完成，影響對后續(xù)知識的理解。但探究模式為大勢所趨，老師最好不要代替學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo)。要讓學(xué)生逐漸適應(yīng)探究學(xué)習(xí)，提高獨(dú)立研究能力，有困難的學(xué)生可課后單獨(dú)指導(dǎo)。

2、課堂容量較大，既有理論推導(dǎo)，又有猜想討論，還有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。老師要宏觀調(diào)控，合理分配時間。重點(diǎn)在弄清基本原理，不能增加其它例題，留待后續(xù)解決。

3、學(xué)生對示波管的原理還處在探究中，加之示波器的面板又十分復(fù)雜，因此不可能由學(xué)生自己完成探究實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的主體作用表現(xiàn)在理論推導(dǎo)、猜想分析等一系列思維活動中，實(shí)驗(yàn)均為老師演示。以后有專門的學(xué)生實(shí)驗(yàn)來練習(xí)使用示波器。

第五篇：物理教案帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動

物理教案帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)

1、理解帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律——只受電場力，帶電粒子做勻變速運(yùn)動．重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動——類平拋運(yùn)動．

2、知道示波管的構(gòu)造和原理．

能力目標(biāo)

1、滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素的科學(xué)的研究方法．

2、提高學(xué)生的分析推理能力．

情感目標(biāo)

通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)．

教學(xué)建議

本節(jié)內(nèi)容是電場一章中非常重要的知識點(diǎn)，里面涉及到電學(xué)與力學(xué)知識的綜合運(yùn)用，因此教師在講解時，一是注意對力學(xué)知識的有效復(fù)習(xí)，以便于知識的遷移，另外，由于帶電粒子在電場中的運(yùn)動公式比較復(fù)雜，所以教學(xué)中需要注意使學(xué)生掌握解題的思維和方法，而不要一味的強(qiáng)調(diào)公式的記憶．

在講解時要滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法、突出主要因素、忽略次要因素（忽略帶電粒子的重力）的科學(xué)的研究方法．

關(guān)于示波管的講解，教材中介紹的非常詳細(xì)，教師需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其工作原理，讓學(xué)生理解加速和偏轉(zhuǎn)問題——帶電粒子在電場中加速偏轉(zhuǎn)的實(shí)際應(yīng)用．

--示例

第九節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動

1、帶電粒子的加速

教師講解：這節(jié)課我們研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，關(guān)于運(yùn)動，在前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)研究過了：物體在力的作用下，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了改變，同樣，對于電場中的帶電粒子而言，受到電場力的作用，那么它的運(yùn)動情況又是怎樣的呢？帶電粒子在電場中運(yùn)動的過程中，電場力做的功大小為，帶電粒子到達(dá)極板時動能，根據(jù)動能定理，這個公式是利用能量關(guān)系得到的，不僅使用于勻強(qiáng)電場，而且適用于任何其它電場．

分析課本113頁的例題1．

2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)

根據(jù)能量的關(guān)系，我們可以得到帶電粒子在任何電場中的運(yùn)動的初末狀態(tài)，下面，我們針對勻強(qiáng)電場具體研究一下帶電粒子在電場中的運(yùn)動情況．

（教師出示圖片）為了方便研究，我們選用勻強(qiáng)電場：平行兩個帶電極板之間的電場就是勻強(qiáng)電場．

①若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即時，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．

帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài)，，所受重力豎直向下，場強(qiáng)方向豎直向下，帶電體帶負(fù)電，所以所受電場力豎直向上．

②若且與初速度方向在同一直線上，帶電粒子將做加速或減速直線運(yùn)動．（變速直線運(yùn)動）

A、打入正電荷，將做勻加速直線運(yùn)動．

B、打入負(fù)電荷，由于重力極小，可以忽略，電荷只受到電場力作用，將做勻減速直線運(yùn)動．

③若，且與初速度方向有夾角，帶電粒子將做曲線運(yùn)動．，合外力豎直向下，帶電粒子做勻變速曲線運(yùn)動．（如下圖所示）

注意：若不計重力，初速度，帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動．

復(fù)習(xí)：物體在只受重力的作用下，以一定水平速度拋出，物體的實(shí)際運(yùn)動為這兩種運(yùn)動的合運(yùn)動．水平方向上不受力作用，做勻速直線運(yùn)動，豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運(yùn)動．

水平方向：

豎直方向：

與此相似，當(dāng)忽略帶電粒子的重力時，且，帶電粒子在電場中將做類平拋運(yùn)動．與平拋運(yùn)動區(qū)別的只是在沿著電場方向上，帶電粒子做加速度為的勻變速直線運(yùn)動．

例題講解：已知，平行兩個電極板間距為d，板長為l，初速度，板間電壓為U，帶電粒子質(zhì)量為m，帶電量為＋q．分析帶電粒子的運(yùn)動情況：

①粒子在與電場方向垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動，；在沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，稱為側(cè)移．若粒子能穿過電場，而不打在極板上，側(cè)移量為多少呢？

②射出時的末速度與初速度的夾角稱為偏向角．

③反向延長線與延長線的交點(diǎn)在處．

證明：

．

注意：以上結(jié)論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況．如果帶電粒子沒有從電場中穿出，此時不再等于板長l，應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行分析．

得到了帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的基本運(yùn)動情況，下面，我們看看其實(shí)際的應(yīng)用示例．

3、示波管的原理：

學(xué)生首先自己研究，對照例題，自學(xué)完成，教師可以通過放映有關(guān)示波器的視頻資料加深學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的理解．

4、教師總結(jié)：

教師講解：本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動情況，是電學(xué)和力學(xué)知識的綜合，帶電粒子在電場中的運(yùn)動，常見的有加速、減速、偏轉(zhuǎn)、圓運(yùn)動等等，規(guī)律跟力學(xué)是相同的，只是在分析物體受力時，注意分析電場力，同時注意：為了方便問題的研究，對于微觀粒子的電荷，因?yàn)橹亓Ψ浅Ｐ。覀兛梢院雎圆挥嫞畬τ谑静ü埽瑢?shí)際就是帶電粒子在電場中的加速偏轉(zhuǎn)問題的實(shí)際應(yīng)用．

5、布置課后作業(yè)