带电粒子在磁场中的运动导学案.docx
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带电粒子在磁场中的运动导学案
带电粒子在磁场中的运动
第一部分基础知识回顾
【问题展示】
问题一:
洛伦兹力对运动电荷是否做功?
问题二:
粒子的半径和周期由那些因素决定?
动能相同的质子和α粒子在同一磁场中半径和周期之比各是多少?
(一)洛伦兹力的方向和大小
1、洛伦兹力的大小
F=qvBsinθ,θ为v与B的夹角,如图所示
(1)v∥B时,θ=0°或180°,洛伦兹力F=;
(2)v⊥B时,θ=90°,洛伦兹力F=;
(3)v=0时,洛伦兹力F=。
2、洛伦兹力的方向
(1)判定方法:
应用左手定则,注意四指应指向电流的方向即正电荷或负电荷。
(2)方向特点:
F⊥B,F⊥v,即F垂直于决定的平面。
(注意B和v可以有任意夹角)
(二)带电粒子在匀强磁场中的运动
1、若v∥B,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做运动。
2、若v⊥B,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动。
【归纳总结】
第二部分规律和方法
【问题展示】
解决带电粒子在匀强磁场中运动问题的具体思路是什么?
应注意些什么?
1、解决带电粒子在有界磁场中运动的基本思路
分析方法:
定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。
(1)圆心的确定
基本思路:
即圆心一定在与速度方向垂直的直线上.有两种方法:
①已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如下图甲所示,P点为入射点,M为出射点).
②已知入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如下图乙所示,P为入射点,M为出射点).
(2)半径的确定和计算
利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角),并注意以下两个重要的几何特点:
①粒子速度的偏向角等于圆心角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如右图所示).即φ=α=2θ=ωt
②相对的弦切角(θ)相等,与相邻的弦切角(θ′)互补,
即θ+θ′=180°.
(3)运动时间的确定
粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间可表示为t=T或t=T.
2、带电粒子在磁场中运动的临界问题
解决此类问题的关键是:
找准临界点.
找临界点的方法是:
以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然后利用数学方法求解极值,常用结论如下:
(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.
(2)当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.
(3)当速率v变化时,圆周角大的,运动时间越长.
【归纳总结】
第三部分典型例题分析
1、如图所示,在x<0与x>0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向垂
直于纸面向里,且B1>B2.一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出,要使该粒子
经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足什么条件?
2、图中圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一电荷量为q,质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入,设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60°求此离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场时的位置.
3、带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.17T,磁场的宽度l
=10cm,如图所示.
(1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角.
(2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及出磁场时偏离入射方向的距离.
4.如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤
范围内有垂直于xOy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xOy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
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.
课后作业:
认真完成反馈练习
带电粒子在磁场中的运动反馈练习
1、质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,形成空间环形电流.已知粒子的运行速率为v、半径为R、周期为T,环形电流的强度为I.则下面说法中正确的是( )
A.该带电粒子的比荷为
=
B.在时间t内,粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ=
C.当速率v增大时,环形电流的强度I保持不变
D.当速率v增大时,运动周期T变小
2、如图所示,电子束沿垂直于荧光屏的方向做直线运动,为使电子打在荧光屏上方的位置P,则能使电子发生上述偏转的场是( )
A.匀强电场
B.负点电荷的电场
C.垂直纸面向里的匀强磁场
D.垂直线面向外的匀强磁场
3、一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动,速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为s1,着地速度v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为s2,着地速度为v2,则下列论述正确的是( )
A.s1>s2
B.t1>t2
C.v1和v2大小相等
D.v1和v2方向相同
4、摆长为L的单摆在磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图所示.摆动中摆线始终绷紧.若摆球带正电,电荷量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力FT多大?
5、如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,磁场区域半径r=
m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧区圆心为O2,磁场向外,两区域切点为C.今有质量m=3.2×10-26kg、带电荷量q=1.6×10-19C的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度v=106m/s正对O1的方向垂直射入磁场,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间.
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离多大?
(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离).
6、如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).
《草船借箭》教学设计及反思
教学目标
1、深入理解课文,体会诸葛亮的神机妙算。
2、感受古典文学的魅力,激发学生阅读古典文学的欲望。
教学重难点
通过品读人物语言、动作,分析人物性格特点。
教学过程
一、导入同学们,这节课我们继续学习《草船借箭》这篇课文,谁能根据上节课的学习,给大家介绍一下课文的背景?
生:
《草船借箭》选自我国古代四大名著《三国演义》、作者罗贯中。
讲的是东汉末年三国时期魏、蜀、吴的故事,当时魏国刚刚打败蜀国,又派兵进攻吴国。
于是,蜀、吴两国联手抵抗曹操。
师:
文中一共有几个人物,谁能帮大家理顺一下人物关系?
生:
课文中有四个人物,曹操是魏国的首领,诸葛亮是蜀国的军师,而周瑜是吴国的都督,鲁肃是吴国有名的谋士。
师:
周瑜见诸葛亮很有才干,心里很妒忌,这才引出了这个故事。
二、新课过渡:
同学们,你觉得这个故事精彩吗?
(精彩)是呀,文学作品之所以精彩,是因为作者塑造了许多鲜活的人物形象,而每个人物的塑造又都离不开语言文字这个工具。
这节课,我们要再次走进课文,看看作者是怎样让这些性格鲜明、形象生动的人物跃然纸上的。
(一)赏析重点段(第二自然段)指名读,其他同学思考:
这一段作者使用什么方法描写人物的。
(人物对话)师:
好,下面我们就来研究人物对话。
(课件出示对话,隐去旁白)现在同桌一组,分角色读一下对话,边读边想:
你所扮演的这个角色,再说这句话时,心里会想什么,脸上是什么表情?
读完后同桌把意见交流一下。
(学生汇报,教师引导揣摩人物心理,并启发学生用恰当的词语概括出人物当时的心理活动,在每句对话前加上提示语)师:
大家都很聪明,能根据对话走进人物内心,下面我们加上提示语,再来读一下课文。
(课件出示加有提示语的课文,分角色朗读,学生互评。
)师:
通过这一段的学习,你觉得周瑜、诸葛亮各有什么特点?
(学生谈对周瑜和诸葛亮的初步认识)但仅仅根据这一段的文字,我们还不能透彻的了解人物特点,下文中,还有一些人物的语言描写,找出来读一读,看你对人物有什么更深的认识。
(二)感悟
1、指名读一读描写周瑜的语言,总结出周瑜的性格特点是阴险狡诈。
(板书:
阴险狡诈)学生朗读。
2、再说说诸葛亮的语言。
(1)指名读,课件出示第一个句子,从中你有什么感悟。
(诸葛亮心中早有了周密的计划,胸有成竹)你从鲁肃的言行中感知他是怎样的人?
(板书:
忠厚老实)
(2)还有那处写了诸葛亮的语言?
指名读第二句话。
(课件出示)老师发现,诸葛亮是笑着说的,我觉得挺有意思,前面都是诸葛亮说,为什么这个地方要加个“笑”字呢?
来,我们先齐读一遍。
(齐读)你们觉得诸葛亮在笑谁,笑什么?
汇报:
生
(1):
在笑曹操,是一种嘲笑。
师:
你说的真好,你来读一读,读出对曹操的嘲笑。
曹操是一个什么样的人,你从哪看出来的?
(学生在下文中找到曹操的语言描写,并体会到他的谨慎多疑。
)(板书:
谨慎多疑)生
(2):
在笑鲁肃,是一种友善的笑。
你来读一读。
生(3):
在笑周瑜,是一种胜利的笑。
你来读一读。
读出诸葛亮的自信。
小结:
你看,诸葛亮说得多准呀,他说曹操不赶出来兵,他真不敢出兵,说三天取箭,果然三天带着鲁肃来取箭。
你们说,诸葛亮神不神?
真是太神了!
用周瑜的话说,诸葛亮真是——(学生一起说:
神机妙算!
板书:
神机妙算)
(三)草船借箭成功的条件同学们,诸葛亮他神机妙算,都算准了什么呢?
生:
他算准曹操不敢出兵、算准周瑜要加害他、算准鲁肃不能出卖他。
师:
也就是说诸葛亮他算准了人,这也是“识人心”(板书:
识人心)但仅仅如此,草船借箭就能成功吗?
他还算准了什么?
生:
三天后有大雾。
师:
这是他知天文。
(板书:
知天文)生:
回来时顺风顺水。
师:
这是他晓地理。
(板书:
晓地理)总结:
是呀,诸葛亮他知天文,晓地理,识人心。
草船借箭才会成功。
我们还可以用什么词来形容诸葛亮?
(有勇有谋、才智过人等)
三、全课总结同学们,通过这篇课文的学习,我们不仅认识了这些性格鲜明的人物,还领略了古典名著的风采。
其实,三国演义中有名有姓的人物就多达400人,那里的故事也是广为流传、家喻户晓。
老师希望课下,大家能以“走进三国”为主题,完成本周的积累,并把你积累到的知识与同学们交流、分享。
板书设计
19、草船借箭
周瑜----阴险狡诈
诸葛亮----神机妙算(识人心知地理晓天气)
鲁肃----忠厚老实
曹操----谨慎多疑
《草船借箭》教学反思
《草船借箭》是人教版五年级下册第五单元的第二篇课文,本组教材的安排,是让学生通过阅读活动,为学生打开学习名著的大门,感受古典名著的魅力。
所以教学目标我就确定在“通过对人物对话的研读,感受名著中性格鲜活的人物特点,通过分角色朗读,走进名著中精彩纷呈的故事。
”教学时,针对高年级的阅读水平和训练重点,我主要引导孩子通过研读人物语言来体会人物特点,再通过课后的延伸,达到让学生爱上名著的目的。
虽然课堂还有许多遗憾,比如指导朗读还是不算到位,时空没掌握好等,但是,从学生那积极地参与教学上,从课后孩子们赛读名著故事上,我看到了这节课的成功之处。
我觉得,一节课成功与否,关键看孩子们从课堂上收获到了什么,在老师的引领下受到了那些熏陶,掌握了什么能力。
只要孩子们在那短短的40分钟里参与了,收获了,就不失败。
语文课堂就是充满遗憾的课堂,没有遗憾,又怎么有我们不断完善教学的动力呢!
在这一次次的反思中,我们会走向成熟。
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- 带电 粒子 磁场 中的 运动 导学案