2017滬科版高中物理選修（3-1）5.6《洛倫茲力與現(xiàn)代科技》教案

1、洛倫茲力在現(xiàn)代科技洛倫茲力在現(xiàn)代科技【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識與技能1.會綜合運用電場和磁場知識研究帶電粒子在兩場中的受力與運動問題。[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]2.在原高二知何學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，深化理解速度選擇器、質(zhì)譜儀，回旋加速器等科技應(yīng)用原理。（二）過程與方法1.在新的問題情景中，在思考、探討活動中，體會、感悟用基本物理知識解決科學(xué)研究中問題的方法。2.通過在速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器等背景下研究帶電粒子在場中的運動，強化電場加速、磁場偏

2、轉(zhuǎn)的意義及相關(guān)儀器的設(shè)計思路。（三）情感、態(tài)度與價值觀1.通過創(chuàng)設(shè)真實的、有研究意義的問題情境，激發(fā)學(xué)生探究問題的熱情。[來源:]2.在解決問題的過程中，使學(xué)生進(jìn)一步體驗解決問題的基本分析方法。3.通過對放射性物質(zhì)的研究，使學(xué)生領(lǐng)悟研究帶電粒子在場中運動的實際意義，了解現(xiàn)代科技研究的發(fā)展近況?！窘虒W(xué)重點】帶電粒子在電場和磁場的受力與運動分析與現(xiàn)代科技應(yīng)用的聯(lián)系?！窘虒W(xué)難點】將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型的研究方法?！窘虒W(xué)方法】探究討論、分析講

3、解、歸納運用?！窘虒W(xué)資源】教材、PPT課件、有關(guān)視頻資料?！窘虒W(xué)過程】第一環(huán)節(jié)：通過對居里夫人獲諾貝爾物理學(xué)獎原由的討論，創(chuàng)設(shè)問題情第一環(huán)節(jié)：通過對居里夫人獲諾貝爾物理學(xué)獎原由的討論，創(chuàng)設(shè)問題情境，境，激發(fā)學(xué)生對帶電粒子研究的關(guān)注。發(fā)學(xué)生對帶電粒子研究的關(guān)注。居里夫人因為研究什么而獲得諾貝爾物理學(xué)獎？放射性物質(zhì)放出的是什么？放出的粒子的質(zhì)量、電量、速度多大？利用什么技術(shù)手段能測出粒子的質(zhì)量、電量、速度？（這里，學(xué)生能夠說出居里夫人其人、

4、其事，不知道放射性是什么。放出的是什么粒子，從而產(chǎn)生強烈的好奇心）。第二環(huán)節(jié)：通過對〖問題第二環(huán)節(jié)：通過對〖問題1〗的探究和討論，體會速〗的探究和討論，體會速度選擇器選擇的是粒子度選擇器選擇的是粒子v=√2qUmB1qv=qEV=EB1B2qv=mv2RR=mvqB2X=2R=2mvqB2=2mEqB1B2學(xué)生思考討論：1.這個結(jié)果說明了什么？2.若場確定，測出X，那么我們實際上是測出了什么？3.若場確定，我們控制進(jìn)入的粒子具有相同的電

5、荷量，測出X，我們可以測量有關(guān)粒子的什么信息？研究發(fā)現(xiàn)，放射性元素從原子核里放出的粒子有帶正點的氦的原子核、帶負(fù)電的電子，原子核里怎能放出電子呢？[來源:]思考：為了進(jìn)一步研究原子核的組成及結(jié)構(gòu)我們把它打碎，怎么打碎它呢？討論：若希望粒子在有限的空間多次加速怎么辦？第四環(huán)節(jié)：通過對〖問題第四環(huán)節(jié)：通過對〖問題3〗討論，引出回旋加速器設(shè)計問題，在解決問題〗討論，引出回旋加速器設(shè)計問題，在解決問題的過程中鞏固用電場和磁場解決問題的方法。的過

6、程中鞏固用電場和磁場解決問題的方法?！紗栴}3〗放在中心靠近M板的離子源靜止釋放質(zhì)量為m、電量為q的粒子，此時M、N兩板間電勢差UMUN=U0.經(jīng)過電場加速后，粒子從A1點進(jìn)入D2盒內(nèi)，在磁場中做圓周運動到A2點又進(jìn)入狹縫，此時M、N兩板間電勢差UMUN=U0…調(diào)整交流電壓的周期，使粒子每經(jīng)過狹縫時都被加速且加速電壓為最大值U0.當(dāng)粒子運動到D形盒的邊緣時可從D形盒的開口處引出高速粒子.已知D型盒的半徑為R，勻強磁場的磁感強度為B，不計粒

7、子經(jīng)過狹縫的時間。求1.交流電壓的周期T。2.粒子經(jīng)加速器后獲得的動能。3.粒子在D形盒中運動的總時間。學(xué)生思考、分析推論1.粒子做圓周運動的周期為一定值T=2?mqB粒子每經(jīng)過半個周期即被加速一次，交流電的周期與粒子做圓周運動的周期相同T交=T=2?mqB2.粒子做圓周運動的半徑達(dá)到D型盒的半徑R時，動能達(dá)到最大qvB=mv2Rv=qBRmEk=mv22=q2B2R22m3.設(shè)粒子共經(jīng)過n次電場加速，由功能關(guān)系得nqU0=mv220n