高中物理选修31说课稿(全).doc

第一节 我们周围的磁现象说课稿
一、说教材:
本节从我国古代磁学研究的成就引入，指出指南针的发明对世界文明有重大影响。然后依次展现了三个三级主题：“无处不在的磁”、“地磁场”、“磁性材料”。这样地结构贴切地体现了本节的主题---“我们周围的磁现象”。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、列举磁现象在生活、生产中的应用。
2、了解地磁场的知识，知道磁性材料的概念及主要用途。
3、了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展。
过程与方法：
1、通过观察实物、收集资料，初步了解我们周围的磁现象，培养收集和处理信息的能力。
2、通过收集磁性材料应用实例的活动，培养学生的分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。
情感态度与价值观：
1、 通过回顾我国磁学研究的光辉篇章，培养学生的民族自豪感与爱国情怀，树立振兴中华的使命感和责任感
2、 通过了解磁现象在生活与生产中的广泛应用，使学生更加明确科学与技术、科学与社会的密切联系。
3、 通过对地磁场成因的探讨及对“信鸽认家”现象的实验研究，培养学生尊重事实的科学态度与勇于探索的创新精神。
重点、难点分析：
知道磁现象，了解地磁场和磁性材料是重点
二、说教法、学法
本节作为全章的起始节，避免涉及枯燥抽象的概念，力求从生活生产中的磁现象入手，引起学生研究的兴趣与激情。因此，教学中应尽可能调动学生的学习主动性，让他们解决参与举例、讨论、探究等学习活动，逐步建立关于磁现象的感性认识，为进一步研究磁现象做好准备。
三、说程序
1、新课引入（复习初中知识）
磁性：能够吸引铁质物体的性质
磁体：具有磁性的物体叫磁体。
磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
小磁针静止时指南的磁极叫做南极，又叫S极；指北的磁极叫做北极，又叫N极。磁极间的相互作用:同名磁极相斥，异名磁极相吸。变无磁性物体为有磁性物体叫磁化，变有磁性物体为无磁性物体叫退磁．
2、新课教学
（1）让学生阅读课文，列举身边的磁现象
（2）地磁场
地球是一个巨大的磁体.
地磁的北(N)极在地理的南极附近,地磁的南(S)极在地理的北极附近.
地磁场:地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场.
注意:地磁极与地理极并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角。
⑶制做指南针原理:
把一块小磁铁放在它可以自由旋转的环境中,例如放到水滑水平面上或用转轴支起来,这就做成了一个指南针.
指南针静止时取向:
无论小磁铁怎样转动,等它静止下来,它的两端总是一端指南,一端指北,并且指南的一端总指南,指北的一端总指北.通常把指南的一端作标志,并做成针状,因为这端总是指南,所以称为指南针.
说明:①指南针是我国古代四大发明之一,由原来的”司南”发展而来. ②指南针的发明对促进人类航海事业的发展和改变整个世界面貌有巨大影响.
⑷磁性材料
:通常指磁化后磁性很强的物质(铁磁性物质)
分类:按磁化后去磁的难易分为两类:
①软磁性材料:磁化后容易去磁的物质.如软铁、硅钢、镍铁合金和锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等.
②硬磁性材料:磁化后不易去磁的物质.如碳钢、钨钢、铝镍钴合金和钡铁氧体、锶铁氧体等.
按化学成分来分,常见的有两大类:
①金属磁性材料;②铁氧体:是以氧化铁为主要成分的磁性氧化物.
应用：⑴软磁性材料:剩磁弱,易去磁.适用于需要反复磁化的场合,可用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机和录像机的磁头、电子计算机中的记忆元件,以及变压器、电动机、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等.
⑵硬磁性材料:剩磁强,不易去磁.
适合制成永久磁铁(应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等)、磁记录材料(可用于录音磁带、银行卡、计算机磁盘等).

四、课堂小结

第二节 认识磁场说课稿
一、说教材:
本节进一步研究磁现象。用以下四个三级主题展开：“磁场初探”、“磁场有方向吗”、“图示磁场”、“安培分子电流假说”。主要介绍磁场的客观存在与基本特性、磁场的方向性与图示方法、磁体磁性的起源。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、知道磁体与电流周围存在磁场，知道磁场的基本特征是对其中的磁体或电流施加力的作用。
2、知道磁场是有方向的，会用磁感线描述磁场。
3、知道常见的典型磁场的磁感线分布情况，会用安培定则判断通电线圈周围磁场的方向。
4、了解安培分子电流假说并能用以解释一些现象。
过程与方法：
1、观察电流的磁效应和磁场对电流的作用等演示实验，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
2、观察常见的典型磁场的磁感线分布情况，分析归纳其规律，并且体会引入磁感线这一形象化工具的作用，了解物理学的研究方法。
情感态度与价值观：
1、 通过对磁场的物质性的了解，使学生认识物质世界的多样性，养成尊重事实、实事求是的科学态度。
2、 回顾磁场性质的研究过程，体会科学家热爱科学、追求真理的情感。
重点、难点分析：
1．重点：知道磁场的存在和基本特征，了解常见磁场的磁感线分布情况。
2．安培定则涉及的空间思维是本节的难点。
二、说教法、学法
本节涉及磁场的概念，考虑到该概念的抽象性，教材从磁体之间的相互作用不是“超距”的这一角度切入。然后，沿着磁场的来源这一线索，介绍了奥斯特实验，让学生明确磁场的来源除磁体外还有电流。下一步很自然地讨论了磁场会对哪些物质施加力的作用。接下来，探究磁场的方向性以及图示方法，希望学生通过观察与思考，了解常见的典型磁场的磁感线分布情况，分析归纳其规律。最后通过一个推理，过渡到对分子电流假说的介绍。
三、说程序
⑴ 新课引入
奥斯特的电流磁效应实验说明电流对磁体也有力的作用。这些作用力都不需要直接接触，就能产生。那么，这些作用力是怎样产生的呢？是不是不需要任何媒介物就能产生？
⑵ 新课教学
⒈磁场的定义：
奥斯特的电流磁效应实验说明电和磁是相互联系的。电荷的周围存在电场，电荷间通过电场产生相互作用，那么，磁体和电流的周围必然会存在磁场，磁体间、电流和磁体间则通过磁场产生相互作用。既然电流的周围存在磁场，对磁体会产生力的作用，那么磁体对电流会产生力的作用吗？电流与电流之间有没有力的作用？引导学生注意观察实验现象。
演示实验：通电导线与磁体通过磁场发生相互作用。
演示实验：电流与电流之间的相互作用
实验现象：同向电流相吸，异向电流相斥
结论：磁体与磁体间、电流与磁体间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的，所以电流具有磁效应。
所有的与磁现象有关的相互作用，都是通过磁场发生的，可与电荷间的相互作用类比。
定义：磁体或电流周围存在一种特殊物质，能够传递在磁体与磁体之间，磁体与电流之间，电流与电流之间的相互作用，这种特殊的物质叫磁场。
磁场的基本性质：对放入其中的磁极或电流产生力的作用。
⒉磁场的方向
①小磁针在磁场中静止时北极（N极）所指的方向为该点的磁场的方向。
②小磁针在磁场中北极（N极）受力的方向为该点磁场的方向。
⒊图示磁场
磁感线：磁感线是在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向。
磁感线的特点
磁感线的密疏表示磁场的强弱，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方较弱。
磁感线不能相交，不能相切，也不能中断。
磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，在磁场外部由N极到S极，磁体内部由S极到N极。
磁感线是为了现象地研究磁场而人为假想的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线
直线电流的方向和电的磁感线方向之间的关系可用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
⒋安培分子电流假说
在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极，这就是分子电流假说。
铁棒未被磁化时，内部各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外界不显磁性
在有外界磁场的作用时，某些物质内部各分子电流的取向会变得大致相同，这个过程就是磁化，这些物质被磁化后，各分子电流的磁场互相叠加，对外界显示出较强的磁作用，在两端形成磁极。
安培分子电流假说对磁现象的解释
①永磁体为什么具有磁性？
答：永磁体之所以具有磁性，是因为它内部的环形分子电流本来就排列整齐.
②永磁体如何失去磁性？
答：永磁体受到高温或猛烈的敲击会失去磁性，这是因为在激烈的热运动或机械振动的影响下，分子电流的取向又变得杂乱无章了。
③为什么无论把磁棒折成多小的一段，它总有两个磁极？
答：每个环形分子电流的两个侧面必定同时出现，一面相当于N 极，另一面相当于S 极
④分子电流是如何形成的？
答：分子电流是由原子内部电子的运动形成的。
结论：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质
四、课堂小结

第三节 探究安培力说课稿
一、说教材:
本节教材通过探究安培力的方向和大小的规律，给出了左手定则和磁感应强度的定义。磁场对电流的安培力宏观表现了磁场力的性质，而磁感应强度则描述了磁场力的性质，是磁学的基本概念。学好安培力和磁感应强度，既是前面认识磁场的深化，也为下来学习洛伦兹力和直流电动机打下了基础。至于磁通量，主要为下一章做好知识准备。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、通过实验认识安培力。知道什么是安培力。会计算匀强磁场中安培力的大小。
2、会判断安培力的方向，知道并能应用左手定则。
3、理解磁感应强度的定义，知道感应强度的单位。会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
4、知道用磁感线的疏密程度可以现象地表示磁感应强度的大小。知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线。
5、知道磁通量的定义，能计算简单情况下的磁通量。
过程与方法：
1、经历安培力方向的探究过程，认识科学探究活动在物理学研究中的重要意义。
2、观察探究安培力大小的演示实验，了解物理学的研究方法。
3、了解磁感应强度定义的思路，重温比值定义法。
情感态度与价值观：
1、 通过对安培力规律的探究活动，培养学生尊重事实，实事求是的科学态度。
重点、难点分析：
重点是理解磁感应强度的概念，理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时安培力的大小计算公式。
左手定则既是重点也是难点．磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系也是一个难点．
二、说教法、学法
通过学生自行实验探究得出安培力方向与电流方向和磁场方向有关，对左手定则的理解可借助墙角（或桌角）帮助学生建立三维坐标空间，再结合练习法使学生掌握左手定则的使用。
教师可通过演示实验法直观教学决定安培力大小的因素，通过启发讲解，帮助学生归纳总结关系式．在上一节的基础上，启发学生回忆电场强度的定义，对比说明引入磁感应强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。
三、说程序
1、新课引入：介绍安培在研究磁场对电流作用方面的贡献，激起学生学习安培的研究方法和研究成果的兴趣。
2、探究安培力的方向：首先提出问题：安培力的方向如何呢？通过实验探究可知通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系．人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则．
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向．
应该提醒学生注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直，仿佛墙角三条线；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向．为了突破这个难点，教师可用三条直杆代表三个物理量的方向来演示他们的关系。
3、探究安培力的大小：决定安培力大小的因素有哪些？
利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关
（1）与电流的大小有关．
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小．
请学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小．
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小跟导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小．
（2）与通电导线在磁场中的长度有关．
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度．学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小．
实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小．
4、磁感应强度
总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小F∝IL。 用B表示这一比值，有B=F/IL
B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变．表明B值的大小是由磁场本身的位置决定．对于电流和长度相同的导线，垂直放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强．垂直放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱．因而我们可以用比值来表示磁场的强弱．把它叫做磁感应强度．
定义：磁感应强度B=F/IL
单位：特斯拉，符号为T
常见的地磁场磁感应强度大约是3×10-5T至7×10-5T ，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是10-3T至1T ．
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强．若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场．根据匀强磁场的特点请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布．
在非匀强磁场中，用电流受力来量度磁感应强度时，导线长L应很短，认为电流近似处在匀强磁扬中．
5、安培力的大小和方向．
根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：
F=BIL
举例计算安培力的大小．
6、磁通量：
在磁场B中垂直放入一面积为S的平面，我们定义磁感应强度B与面积S的乘积为穿过这个面的磁通量，简称磁通，用φ表示。
φ=BS
定义式：Φ=BS
单位：韦伯（Wb）
　　并指出适用条件：①匀强磁场②B⊥S
与Ｂ的关系：B =Φ/S 磁感应强度也叫磁通密度
四、课堂小结
本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定．
五、说板书
探究安培力
一、安培力的方向如何判断？
判断方法：左手定则---
安培力方向和磁场方向、电流方向三者的关系：安培力的方向始终既垂直于磁场方向也垂直电流方向，而磁场方向和电流方向可彼此不垂直。
二、安培力的大小与什么因素有关呢？
安培力的大小既与导线长度成正比，又与导线中的电流成正比。
三、磁感应强度
定义：B=F/IL
单位：特 符号：T
是一矢量，大小代表磁场的强弱，方向即磁场方向。
匀强磁场：B处处相同的磁场
四、安培力的计算
F=BIL
五、磁通量
定义：
意义：
单位：
与Ｂ的关系：

第四节 安培力的应用说课稿
一、说教材:
本节教材首先讨论安培力应用的重要实例---直流电动机，这里安排的实验探究，比学生在初中进行过的实验有更高的要求。然后讨论安培力应用的另一个实例---磁电式电表，原理上只要求学生知道是安培力产生的力矩使线圈发生转动，不要求学生了解力矩平衡方程式以及刻度均匀的道理。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、通过实验与探究，了解直流电动机的原理。
2、通过观察与思考，了解磁电式电表的原理。
过程与方法：
经历探究直流电动机工作原理的过程，认识物理实验在提高直流电动机性能中的作用。
情感态度与价值观：
1、 通过对安培力规律的探究活动，培养学生尊重事实，实事求是的科学态度。
重点、难点分析：
电动机的工作原理既是重点也是难点。
二、说教法、学法
　　直流电动机和磁电式电表的原理涉及安培力力矩的作用效果，只要求学生知道效果是使线圈发生转动即可，因此，教法上，采取直观、探索、类比和正面导入的启发式教学法。
三、说程序
⑴新课引入
电动机是利用安培力使通电线圈转动的实例也是将电能转化为机械能的重要装置。这节课我们通过实验了解直流电动机的原理。
⑵新课教学
1、直流电动机
完成小实验——让直流电动机动起来.
• 提出问题让学生思考：
• ①线圈的转动是怎样产生的?
• ②线圈的转动体现了能量如何转化?
• ③怎样才能使线圈持续转动？
• ④怎样才能改变电动机转速?
• ⑤怎样才能改变电动机转向?
• ⑥生活、生产中直流电动机有哪些用途？
答：安培力矩的作用使线圈转动，体现了电能向机械能的转化，只要使线圈始终保持固定方向（顺时针或逆时针）的电流，就能使线圈持续转动；改变输入电压可改变转速；改变输入电压的极性可改变电动机转向；主要用在需要调速的设备中，比如无轨电车和电气机车等。
2、磁电式电表
观察与思考---请仔细观察课本P84图3-4-3或电表实物.
提出问题让学生思考：
①线圈的转动是怎样产生的?
②线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?
④使用时要特别注意什么?
答：安培力矩的作用使线圈转动；因为有螺旋弹簧的反向力矩的阻碍，线圈将停在某个位置上；电流越大，安培力矩也就越大，线圈和指针偏转的角度也就越大。使用时特别注意输入电流不能超量程。
四、课堂小结

第五节 研究洛伦兹力说课稿
一、说教材:
本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。教材首先通过观察演示实验，讨论洛伦兹力的方向，然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，通过安培力公式导出洛伦兹力的公式，这一部分是学生的一个理论探究活动。最后，借助例题介绍速度选择器。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、通过实验，认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。
2、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。了解速度选择器。
过程与方法：
1、 通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法
2、 对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。
情感态度与价值观：
1、 由实验观察得知洛伦兹力的存在，培养实事求是的科学态度。
2、 由理论推导得出洛伦兹力大小的公式，养成严密推理的科学作风。
重点、难点分析：
1．重点：让学生理解安培力是洛伦兹力的宏观表现；让学生学会洛伦兹力方向的判断及大小的计算；理解洛伦兹力产生的条件和特征。
2．难点：洛伦兹力公式的推导；f、V、B三者的方向关系；洛伦兹力在力学中的综合应用。
二、说教法、学法
教学时采用分析推理、思考讨论、归纳总结相结合的方法。
学生可通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。
三、说程序
1、新课引入（推理---猜想---实验观察）
推理：磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。
学生猜想：磁场对运动电荷有（无）作用力
验证：演示实验
现象：在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，若把射线管放在蹄形磁铁的两极间，电子束运动的径迹发生了弯曲。
说明：运动电荷受到磁场的作用力-------洛伦兹力。
2、洛伦兹力的方向判断
左手定则：磁感线B——垂直穿入手心
正电荷运动方向v——四指指向
正电荷所受洛伦兹力方向-----姆指指向
(运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与正电荷受的力相反).
提醒学生注意：电荷所受的洛伦兹力既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向。即垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面。
讨论：洛伦兹力对在磁场中运动的带电粒子是否做功？
由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不作功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。
3、 洛伦兹力的大小
公式推导：引导学生建立电流微观模型进行分析，教师可结合课件演示该模型，给学生动态、形象的展示。
电流微观表达式：I=nqvs (n:单位体积自由电荷数；q:每个自由电荷电荷量；v:电荷定向移动平均速率；s导体横截面积。)
载流导线所受安培力：F=BIL （B与I垂直）
F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs为这段导线含有的运动电荷数)
得f=qvB (电荷q所受的洛伦兹力)
最后指出三种情况下洛伦兹力的大小
电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大；电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为0；电荷运动方向与磁场方向成任意夹角时，洛伦兹力介于0和最大之间。
4、速度选择器
速度选择器作为例题出现，综合了电学、磁学和力学的知识。分析时注意强调速度选择器中电、磁场的方向互相垂直，选择器选出的是具有一定速度的带电粒子，与粒子的质量、电性无关。
四、课堂小结
洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观带电粒子。电流在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
在许多科学仪器和工业设备，例如质谱仪，粒子加速器，电子显微镜，磁镜装置，霍耳器件中，洛伦兹力都有广泛应用。
值得指出的是，既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力对运动电荷不作功，何以安培力能对载流导线做功呢？实际上洛伦兹力起了传递能量的作用，它的一部分阻碍电荷运动作负功，另一部分构成安培力对载流导线作正功，结果仍是由维持电流的电源提供了能量。

第六节 洛伦兹力与现代技术说课稿
一、说教材:
本节教材首先讨论带电粒子在磁场中的运动，然后介绍质谱仪的原理与用途，最后介绍了回旋加速器的原理与用途。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：
知识与技能：
1、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，会推导圆周运动的半径、周期公式。
2、知道质谱仪的工作原理，知道回旋加速器的工作原理。
过程与方法：
1、 导出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式，认识数学方法在物理学研究中的作用。
2、 通过质谱仪和回旋加速器的学习，了解运用物理学原理解决实际问题的方法。
情感态度与价值观：
1、 通过实验观察，了解带电粒子在匀强磁场中的运动，培养实事求是的科学态度。
2、 通过推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式，养成严密推理的科学作风。
3、 回顾质谱仪与回旋加速器的研制简史，学习科学家勤于思考、敢于创新和团结协作的科学态度与精神。
重点、难点分析：
1．洛仑兹力f=Bqv的应用是该节重点。
2．洛仑兹力作为向心力，是使运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的

本节的难点。
3．对质谱仪和回旋加速器的工作原理的理解和掌握也是本节的重点和难点。
二、说教法、学法
　　由于微观粒子的不可见，利用洛伦兹力演示仪做好演示实验是突破教学难点的关键。获得直观形象后，学生通过推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径和周期公式，以养成严密推理的科学作风。推理过程中教师要强调“在匀强磁场中”和“v垂直于B”这两个条件。对于导出的结果不要光让学生死记硬背，重点应放在对其结果的讨论上，使学生理解该结论的内涵和外延。在上述问题都很好地掌握的基础上，再讲质谱仪和回旋加速器，这两部分内容其实就是新旧知识的实际应用。关于带电粒子在磁场中的偏转量计算问题，因用到不少平面几何知识，可放在以后的习题课中解决。
三、说程序
（一）引入新课
1．提问：如图所示，当带电粒子q以速度v分别垂直进入匀强电场和匀强磁场中，它们将做什么运动？（如图1所示）

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。
2．观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动——洛仑兹力演示仪。
3．看挂图，比较带电粒子垂直进入匀强电场和磁场这两种情况下轨迹的差别。
（二）教学过程设计
1．带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书）
提问：
①f洛  在什么平面内？它与v的方位关系怎样？
②f洛  对运动电荷是否做功？
③f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？
通过学生的回答，展开讨论，自己得出正确的答案，强化前面所学知识——洛仑兹力产生条件，洛仑兹力大小、方向的计算和判断方法。
结论：（板书）①带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度v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f=Bqv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。
2．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？
F心=f洛=Bqv                                     （1）
②做匀速圆周运动的物体所受的向心力F心与物体质量m、速度v和半径r的关系如何？
F心=mv2／r                                      （2）
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，若以大小相等的速度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？
3．带电粒子在磁场中的运动周期
提问：
①圆周长与圆半径有何关系？
周长=2πr
②圆周运动的周期与周长和速率的关系如何？

③推出带电粒子在磁场中的周期

讨论：①带电粒子在磁场中做圆周运动的周期大小与哪些因素有关？关系如何？
②同一带电粒子，在磁场中做圆周运动，当它的速率增大时，其周期怎样改变？
③速率不同、质量也不同的两带电粒子进入同一磁场做圆周运动，若它们的周期相同，则它们相同的物理量还有哪个？
4．质谱仪

同的速度垂直进入同一匀强磁场，如图4，求它们运动的轨道半径之比是多少？

别有：

以上装置就是质谱仪，它可以很方便地帮助我们发现一些元素的同位素，或计算一些带电粒子的质量或荷质比。
5．回旋加速器
利用带电粒子在磁场中作圆周运动的特点，可使带电粒子回旋，为使粒子每经过两极板时都得到加速，极板间需接上一个交变电压，每加速粒子一次，带电粒子运动速率和运动半径都会增加。
提出问题：它运动的周期会变化吗？所接在两极板间的交变电压的周期T等于多少呢？{学生回答）
让学生讨论：加速粒子的最终能量由哪些因素决定？
当带电粒子速度最大时，其运动半径也最大，即，即，再由动能定理得：，所以要提高加速粒子最后的能量，应尽可能增大磁感应强度 B和加速器的半径。
最后思考，为什么带电粒子加速后的能量与加速电压无关呢？
四、课堂小结

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