物理周南中学杨利球用“动态圆”处理磁场中的粒子源问题教学设计.docx

用“动态圆”处理磁场中的粒子源问题教学设计及教学反思
教学内容
用“动态圆”处理磁场中的粒子源问题
教学目标
1、 了解和掌握三种粒子源模型
2、 掌握三种模型“动态圆”的规律和特点
3、 会用“动态圆”处理不同情形的临界问题
4、 体会物理模型的建立在物理学习和物理思维中的重要性
教材分析
粒子源问题是学生学习带电粒子在磁场中运动的重点也是难点，学生普遍难以形成解题思路，无从下手。这节课通过物理模型的建立旨在帮助学生突破重点和难点。
实 施 教 学 过 程 设 计
一、课题引入：
1、对于单一粒子在磁场中运动问题的处理一般分三步进行：“找圆心、画轨迹、定半径”。对于粒子源问题该怎么进行？
2、展示微课：三种不同粒子源的“动态圆”的情景，引导学生总结它们各自的特点和规律。（时间：5分钟）
二、ppt动画总结三种模型的特点和规律：进入正课题。

三、题型分析：
题型一：等速同向平行入射“线状”粒子源
【例题1】如图所示，等腰直角三角形OPQ，直角边长为L，三角形内有一垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在PQ边下方放置一带电粒子发射装置，它沿垂直边的方向发射出一束具有相同质量、电荷量和速度v的带正电粒子，已知带电粒子的比荷为：qm=2vBL.求：
（1）粒子在磁场中运动的半径；
（2）粒子从OQ边射出的区域长度。

实 施 教 学 过 程 设 计
1、学生在课堂利用模型一用“动态圆”找临界位置，教师引导。
2、用手机同屏展示学生结果。
3、用ppt展示用“动态圆”找临界位置。

（时间：5分钟）
题型二：同向异速入射“点状”粒子源
【例题2】如图所示，A、B为水平放置的无限长平行板，板间距离为d，A板上有一电子源P，Q点为P点正上方B板上的一点，在纸面内从P点向Q点发射速度大小不限的电子，若垂直纸面向里方向加一匀强磁场，磁感应强度为B，已知电子质量为m，电量为q，不计电子重力及电子间相互作用力，且电子打到板上均被吸收并转移到大地，求电子打在A、B两板上的范围？

1、学生在课堂利用模型一用“动态圆”找临界位置，教师引导。
2、用手机同屏展示学生结果。
3、用ppt展示用“动态圆”找临界位置。
PH=2d
QE=d

（时间：3分钟）
变式1】如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=300、大小为v0带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。
1、学生在课堂利用模型一用“动态圆”找临界位置，教师引导。
2、用手机同屏展示学生结果。

实 施 教 学 过 程 设 计

3、用ppt展示用“动态圆”找临界位置。

（时间：5分钟）
【例题3】(2010新课标，25，18分）如图，在0≤x≤a、0≤y≤a/2范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子， 它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～90°范围内，已知粒子在磁场中做圆周运动的 半径介于a/2到a之间， 从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一，求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的
（1）速度的大小；
（2）速度方向与y轴正方向夹角的正弦。
题型二：等速异向入射“点状”粒子源

1、学生在课堂利用模型一用“动态圆”找临界位置，教师引导。
2、用手机同屏展示学生结果。
3、用ppt展示用“动态圆”找临界位置。

实 施 教 学 过 程 设 计

【变式2】、如图，水平放置的平板MN上方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，许多质量为m，带电量为+q的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域，不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R=mv/qB，哪个图是正确的？（ ）
（时间：10分钟）

1、学生在课堂利用模型一用“动态圆”找临界位置，教师引导。
2、用手机同屏展示学生结果。
3、用ppt展示用“动态圆”找临界位置。

（时间：5分钟）
四、课堂小结：
1、思维过程：确定类型→用“动态圆”找临界位置→利用数学知识求解
2、物理思想和方法：利用“平动、缩放、旋转”模型，结合数学知识求解问题。
五、布置作业：步步高二轮专题“带电粒子在磁场中的运动”