江苏省南京市临江高级中学 211102
【教学目标】
1．理解带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直时做匀速圆周运动；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“质谱仪”和“回旋加速器”的工作原理。
2.学会分析、计算带电粒子在匀强磁场的受力、运动轨迹问题。
3．了解“质谱仪”和“回旋加速器”两种仪器在科研最前沿的使用，体会物理知识对于人类认识与改造世界过程中所起的巨大作用，培养学生对物理的学习兴趣。
【教学重、难点】
1．重点：推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期表达式，并能用来分析有关问题。
2．难点：带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的成因；带电粒子在有界磁场中运动轨迹的描绘问题。
【教学过程】
课内探究案
探究一：你能利用你已经掌握的知识，解释课第P100页中图3．6-3吗？（请在说明时辅以必要的表达式）
设计说明：结合课前预习和课堂上的小组讨论，由学生上黑板解答，目的是强化学生对r=mv/qB的理解。
学生活动：学生进行小组讨论，并将结合本组讨论情况的答案展示在黑板上。
学生点评：就其他小组对探究题（一）的展示情况点评、解读。
师生互动：在学生讨论的过程中，教师积极参与学生小组讨论、答疑，并根据点评效果，需要时做适当补充。
探究二：通过课前预习，你能说明“质谱仪”的工作原理吗？（什么样的仪器？怎样工作的？）（请在说明时辅以必要的表达式和推导过程）
设计说明：结合课前预习和课堂上的小组讨论后，由学生上黑板解答，目的是让学生将前面所学电场的加速作用qU= mv2作用和对r=mv/qB的理解联系起来。
学生活动：学生进行小组讨论，并将结合本组讨论情况的答案展示在黑板上。
学生点评：就其他小组对探究题（二）的展示情况点评、解读。
师生互动：在学生讨论的过程中，教师积极参与学生小组讨论、答疑，并根据点评效果，需要时做适当补充。
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课件PPT：质谱仪的工作原理。
探究三：通过课前预习，你能说明“回旋加速器”的工作原理吗？（怎样持续加速的？）（请在说明时辅以必要的表达式）
设计说明：结合课前预习和课堂上的小组讨论后，由学生上黑板解答，目的是让学生将前面所学的r=mv/qB和T=2πm/qB的理解联系起来。
学生活动：学生进行小组讨论，并将结合本组讨论情况的答案展示在黑板上。
学生点评：就其他小组对探究题（三）的展示情况点评、解读。
师生互动：在学生讨论的过程中，教师积极参与学生小组讨论、答疑，并根据点评效果，需要时做适当补充。
视频课件：“回旋加速器”的工作原理。
教师板书：
质谱仪：
回旋加速器：
教师导入：我们已经学习了带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期表达式，并且知道其轨迹为圆。但如果磁场是有界的，那么其轨迹还可能是一个完整的圆吗？
师生互动：通过激发疑问，进入有界磁场轨迹的描绘学习。
【教学设计思路及其分析】
笔者通过对本节教材的分析发现，编者采用了先观察实验演示再理论分析与推导的一般认知顺序，让学生在实验现象观察的基础上，运用学过的知识理论进行分析，从而从理论的高度推导出实验现象的必然性。
“质谱仪”和“回旋加速器”也是本节知识应用的两个实例，在现代科学技术中广泛利用洛仑兹力来控制带电粒子的运动，由于一般情况下带电粒子在磁场中的运动比较复杂，鉴于学生的认知规律，本教材只定量讨论了带电粒子速度方向垂直于匀强磁场时的情况。“质谱仪”——可加深学生对半径表达式r=mv/qB的理解，而“回旋加速器”——在强化学生对半径表达式理解的基础上又渗透了对周期表达式T=2πm/qB的领悟，比较恰当。
在教材中，没有专门列出半径和周期的表达式，而是要求学生应用已掌握的公式自行进行推导来得出相关结论。这对改变学生死记公式的习惯能起到较大的作用。
学生通过对前面知识的学习，已经具备了对本节教材多数内容进行理论分析的能力。我们可考虑先让学生通过课前自学、课中讨论的方式来掌握本节教材内容，这样有利于训练学生的思维能力。为了教学更有针对性，我们可以在课前为学生设置一些有梯度的问题，来帮助学生应用已学过的知识自行进行理论分析、推导；在课堂教学中，对学生已得出的结论进行实验验证。这种先理论分析再实验验证的做法也符合物理学的认知规律。
就高考考点来看，带电粒子在匀强磁场中的运动不仅是热点，也是难点，是历来教学的重点。带电粒子进入特定的有界磁场后，其轨迹是一个“残缺”的圆，所以，如何教会学生巧用“整圆”法来画出这个“残缺”圆的轨迹自然成为本节课教学的一个重点、难点。
论文作者:彭大江
论文发表刊物:《素质教育》2016年9月总第217期
论文发表时间:2016/11/28
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