高中物理磁场复习讲评课教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中物理磁场复习讲评课教学设计学情分析教材分析课后反思
磁场复习讲评课
一教学目标
1.知识与技能:
1 查缺补漏对磁场这一章知识形成系统化、网络化
2 会分析安培力作用下导体的平衡和运动的问题
3 会分析带电粒子在匀强磁场的匀速圆周运动的问题
4 带电粒子在复合场(组合场)中的运动问题
2.过程与方法:
体会分析过程,培养分析问题解决问题能力
3.情感态度与价值观
培养学生感受生活、理论联系实际的观点。
二重难点
重点:
查缺补漏对磁场这一章知识形成系统化、网络化、规律化
难点:
带电粒子在复合场(组合场)中的运动问题
三教学方法
自主探究分组讨论、归纳总结、课堂展示讲授法多媒体辅助教学
四课时安排1课时
五教学过程
首先带领学生复习本章节知识,查缺补漏。
重点对磁场这一章知识形成系统化、网络化
1、磁通量的理解和计算
理解磁通量的含义,对学生易错的题目3题讲解(学生讲解,其他学生补充,教师点拨)
拓展延伸:
(学生自主探究,教师点拨归纳形成规律)
当内部线圈通电流增大时,外面的线圈有扩大的趋势?
还是有缩小的趋势?
2、安培力作用下导体的平衡和运动
(结合4、14两题,引导探究、规律总结,重点讲解14题)
解题思路步骤
(1)明确研究对象
(2)先把立体图改画成平面图
(3)正确分析受力情况(包括安培力),和运动情况
(4)根据平衡条件:
F合=0(或牛顿第二定律F合=ma)列方程求解.
3、带电粒子在匀强磁场的匀速圆周运动
(结合1、7、8、15四题,引导探究、规律总结,重点讲解15题)
解题思路步骤
(1)画轨迹:
即确定圆心,画出轨迹并通过几何方法求半径;
(2)找联系:
利用几何知识,长度关系、角度关系、时间关系
(3)用规律:
运用牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式.
4、带电粒子复合场(组合场)的运动
(结合2、13、17三题,引导探究、规律总结,重点讲解13、17题)
带电粒子在叠加场中的运动一般有两种情况:
(1)直线运动:
如果带电粒子在叠加场中做直线运动,一定是做匀速直线运动,合力为零
(2)圆周运动:
如果带电粒子在叠加场中做圆周运动,一定是做匀速圆周运动,重力和电场力的合力为零,洛伦兹力提供向心力.
(结合6、16、18三题,引导探究、规律总结,重点讲解6题)
解决带电粒子在组合场中的运动问题,所需知识如下:
变式训练:
(2018高考题20分)
(学生自主探究,教师点拨归纳形成规律)
如图,在y>0的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一个氕核11H从y轴上y=h点射出,速度方向沿x轴正方向的夹角为600,并从坐标原点o处第一次射出磁场。
11H的质量为m,电荷量为q,不计重力。
求:
1、11H第一次进入磁场的位置到原点的距离
2、磁场的磁场的磁感应强度大小
课堂小结
一、磁通量的理解和计算
二、安培力作用下导体的平衡和运动
三、带电粒子在匀强磁场的匀速圆周运动
四、带电粒子复合场(组合场)的运动
学情分析
学生对磁场的基础知识掌握比较牢固,但缺乏灵活运用这些知识解决实际问题的能力,需要大力培养,本节通过对典型习题的学生错题的讲评,培养学生灵活运用知识的能力,并注意总结此类问题的解题思路和方法,形成规律,学生更容易接受和掌握。
学生能基本做到以下几点:
1、带电粒子在电场中的运动和在无边界的匀强磁场中,能够运用公式和几何知识求解相关的物理量。
2、带电粒子在有界的匀强磁场中,基本掌握简单的单边界磁场的对称性,基本掌握定圆心,定半径,求时间的基本方法。
3、具备简单的数理结合的能力
不足之处:
1、对于有界磁场中的临界问题,不能“快精准”的画出粒子运动轨迹图。
2、不能将相关图形问题转化成熟悉的物理模型,缺乏物理建模思想。
3、对于带电粒子复合场及组合场的运动,不能把相关的知识和规律有机的结合起来4、不能熟练运用数学知识(特别是平面几何)解决相关物理问题
针对学生的基本情况,制定本节课的策略:
1、重视并加强对基本概念、基本规律的再学习,在学习中注意与电场进行类比与区别。
2、注意总结、归纳:
让学生先自己独立完成基础知识归纳,在头脑中建立起基本的知识框架,形成网络。
然后老帅归纳题型、总结解题方法。
将同类型的题目放在一起比较分析,让学生透过现象看本质,做到不仅仅是能够做若干题目,而且能够熟练的掌握若干解题方法。
效果分析
在本节学习过程中侧重对基本概念、基本规律和方法的理解和掌握并形成知识树,使知识更加系统化。
对于知识的综合能够引导学生找出突破口,如带电粒子在复合场中的运动,首先分析带电粒子的受力及运动特征,首先分析带电粒子的受力及运动特征,把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来分析其次还要灵活运用力学规律解决问题,如若带电粒子做匀速直线运动时,利用平衡条件列方程:
若做非匀速曲线运动,则选用动能定理或能量守恒定律求解。
通过本节课的学习,学生基本能够对磁场这一章知识形成系统化、网络化。
通过对典型、易错习题的的讲评,学生能够熟练掌握和运用此类问题的解题思路和方法,并形成规律。
学习过程中通过培养分析问题解决问题能力,极大的提升了学生灵活运用知识的能力。
教材分析
一教材的地位
本章是电磁学基础知识的重要部分,全章建立了磁场的概,阑明了描述超场的基本物理量,讨论了磁场对电流及运动电荷的作用规律,揭示了磁现象的电本质,这些都是进一步学习电磁感应感应、交变电流、电磁振荡与电磁波、原子物理等后继课程所不可缺少的重要基础,应引起充分的重视。
二教材的结构
本章可分为四个部分,第一部分:
复习初中内容的基础上,讲述磁体的磁现象、磁感线及电流的磁场。
第二部分:
在研究磁场对通电导线的安培力大小的基础上引入超感应强度的概念,明确了安培力的方向及电流表的工作原理。
第三部分:
讨论了磁场对运动电荷的作用,确立了洛伦兹力的大小和方向,阐明了带电粒子在匀强磁场中的运动规律,介绍了质谱仪和回旋加速器的工作原理。
第四部分:
介绍了安培分子电流假说、磁性材料及其应用
三高考趋势
历年高考对本章的知识覆盖面大,几乎所有的知识点都考查到,特别是左手定则和带电粒子在磁场(或加有电场、重力场的复合场)中的运动,更是命题生产力最高的知识点。
考题一般综合强,多把电场的性质、运动学规律、牛顿运动规律、圆周运动知识、功能关系等有机结合在一起,难度为中等以上,对考生的物理过程和运动规律的综合分析能力、空间想象能力、运用数学工具解决物理问题的能力都有较高的要求。
根据课标要求和学情,我制定出本节《磁场复习讲评》课的教学目标、重难点和教学方法如下:
一教学目标
1.知识与技能:
5 查缺补漏对磁场这一章知识形成系统化、网络化
6 会分析安培力作用下导体的平衡和运动的问题
7 会分析带电粒子在匀强磁场的匀速圆周运动的问题
8 带电粒子在复合场(组合场)中的运动问题
2.过程与方法:
体会分析过程,培养分析问题解决问题能力
3.情感态度与价值观
培养学生感受生活、理论联系实际的观点。
二重难点
重点:
查缺补漏对磁场这一章知识形成系统化、网络化、规律化
难点:
带电粒子在复合场(组合场)中的运动问题
三教学方法
自主探究分组讨论、归纳总结、课堂展示讲授法多媒体辅助教学
评测练习
拓展延伸:
(学生自主探究,教师点拨归纳形成规律)
当内部线圈通电流增大时,外面的线圈有扩大的趋势?
还是有缩小的趋势?
变式训练:
(2018高考题20分)
如图,在y>0的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一个氕核11H从y轴上y=h点射出,速度方向沿x轴正方向的夹角为600,并从坐标原点o处第一次射出磁场。
11H的质量为m,电荷量为q,不计重力。
求
1、11H第一次进入磁场的位置到原点的距离
2、磁场的磁场的磁感应强度大小
本节导学案
1、选择题(1-7为单选,8-12为多选)
1.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。
一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( )。
A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小
2.如图所示,质量为m,带电荷量为-q的微粒以速度v与水平方向成
角进入匀强电场和匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用
B.微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用
C.匀强电场的电场强度
D.匀强磁场的磁感应强度
3.如图所示,条形磁铁竖直放置,一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动,到达磁铁上端位置Ⅱ,套在磁铁上到达中部Ⅲ,再到磁铁下端位置Ⅳ,再到下方Ⅴ。
磁铁从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ过程中,穿过圆环的磁通量变化情况是( )
A. 变大,变小,变大,变小
B. 变大,变大,变小,变小
C. 变大,不变,不变,变小
D. 变小,变小,变大,变大
4.如图所示,在倾角为
的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是( )
∙
A.
方向垂直斜面向上
∙B.
方向垂直斜面向下
∙C.
方向垂直斜面向下
∙D.
方向垂直斜面向上
5.
由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示,它曾由航天飞机携带升空,将来安装在阿尔法国际空间站中,主要使命之一是探索宇宙中的反物质。
所谓的反物质即质量与正粒子相等,带电量与正粒子相等但相反,例如反质子即为
,假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线,以相同的速度通过OO′进入匀强磁场
而形成的4条径迹,则( )。
A:
1、3是反粒子径迹
B:
2、4为反粒子径迹
C:
1、2为反粒子径迹
D:
4为反α粒子径迹
6.一重力不计的带电粒子以初速度
(
)先后穿过宽度相同且相邻的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B,如图甲所示,电场和磁场对粒子总共做功
;若把电场和磁场正交叠加,如图乙所示,粒子仍以
的初速度穿过叠加场区,电场和磁场对粒子总共做功
,比较
、
的大小( )。
A:
一定是
B:
一定是
C:
一定是
D:
可能是
,也可能是
7.
8.图为某磁谱仪部分构件的示意图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。
宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。
当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是:
( )
∙A.电子与正电子的偏转方向一定不同
∙B.电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
∙C.仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子
∙D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
9.如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为I H,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H满足:
U H=
,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离。
电阻R远大于R L,霍尔元件的电阻可以忽略,则( )
A.霍尔元件前表面的电势低于后表面
B.若电源的正负极对调,电压表将反偏
C.IH与I成正比
D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
10.如图所示,螺线管中通有电流,如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针,其中a在螺线管内部,则( )
A放在a处的小磁针的N极向左
B、放在b处的小磁针的N极向右
C、放在c处的小磁针的S极向左
D、放在a处的小磁针的N极向右
二、填空题
12.如图所示,a,b为两平行金属板,间距为10cm,两板间充满磁感应强度为0.5T的匀强磁场,磁场方向如图所示。
开始时,开关S是断开的,等离子体从左向右射入两平行板之间,速度为v0=400m/s,待稳定后两板之间的电压为___V,S闭合时,流过电阻R的电流方向是___(填“向上”或“向下”)
13.如图所示,倾角为的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为,带电量为一的小球,恰可在斜面上做匀速圆周运动,其角速度为,那么,匀强磁场的磁感应强度的大小为_________,未知电场的最小场强的大小为_________,方向沿_________.
三.计算题
14.据报道,最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁场加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离
导轨长
炮弹质量
.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为
方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为
求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响.
15.如图所示,在x轴上方有匀强磁场B,一个质量为m、带负电量为q的粒子以速度
从坐标原点O射入磁场,
与负x轴方向的夹角为
不计粒子重力,求粒子在磁场中飞行的时间和飞出磁场的点的坐标.
16.A、B是两种同位素的原子核,它们具有相同的电荷、不同的质量.为测定它们的质量比,使它们从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速,然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场,打到照相底片上.如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是
求A、B的质量之比.
17.如图所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R,今有一质量为m、带电荷量为+q的绝缘小球,以速度
从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动,到C点后由于
较小,故难运动到最高点.如果当其运动至C点时,忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,此时轨道弹力为零,且贴着轨道做匀速圆周运动,使其能运动到最高点,,求:
(1)匀强电场的方向和强度;
(2)磁场的方向和磁感应强度.
(3)小球到达轨道的末端点D后,将做什么运动
18.质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放,经M、N板间的电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.已知M、N两板间的电压为U,粒子的重力不计.求:
匀强磁场的磁感应强度B.
课后反思
学生对磁场的基础知识掌握比较牢固,但缺乏灵活运用这些知识解决实际问题的能力,需要大力培养,本节通过对典型习题的学生错题的讲评,培养学生灵活运用知识的能力,并注意总结此类问题的解题思路和方法,形成规律,学生更容易接受和掌握。
本节的难点是解决带电粒子在组合场及复合场中的运动问題,是高中物理教学中的难点,难就难在既要全面、准确地分析带电粒子所受各个力的大小和方向,又要掌握带电粒子所受的各个力的特点。
如洛伦兹力方向总与速度方向垂直,永不做功。
电场力、重力做功与路径无关等。
还要灵活地运用各种力学规律如平衡条件、牛顿运动定律、动量守恒定律、功能关系等。
综合解决问题时还要有定的三维空间想象能力。
若在力学或电磁学中某一知识掌握不好,就很难正确判断带电粒子在组合场及复合场中的运动问题。
在这一部分的教学中,首先建议将带电粒子在复合场中的运动问题进行适当的分类。
比如首先可以按是否考虑重力分为有重力和无重力两类,而在无重力的情况下,即带电粒子在电场和磁场中的运动,又可以分为两类,一类是匀强电场与匀强磁场平行,另一类是匀强电场与匀强磁场垂直(正交电磁场)。
然后在教学中,既要注意控制难度,又要保证各种类型都要有所涉及,使学生通过本节的学习,熟练掌握分析和解决带电体在组合场及复合场中运动问题的基本思踣与方法。
课标分析
课标要求:
1、电流的磁场、磁现象的本质。
(I)
2、磁感应强度、磁感线、地磁场、磁通量。
(Ⅱ)
3、磁性材料、分子电流假说。
(I)
4、磁电式电表原理。
(I)
5、磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则(Ⅱ)
6磁场对运动电荷的作用、洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。
(Ⅱ)
7质谱仪、回旋加速器。
(I)
结合历年高考,可知道高考对本章的知识覆盖面大,几乎所有的知识点都考查到,特别是左手定则和带电粒子在磁场(或加有电场、重力场的复合场)中的运动,更是命题生产力最高的知识点。
考题一般综合强,多把电场的性质、运动学规律、牛顿运动规律、圆周运动知识、功能关系等有机结合在一起,难度为中等以上,对考生的物理过程和运动规律的综合分析能力、空间想象能力、运用数学工具解决物理问题的能力都有较高的要求。
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