[有关带电粒子在有界匀强磁场中运动]带电粒子在匀强磁场.docx

有关带电粒子在有界匀强磁场中运动带电粒子在匀强磁场带电粒子在有界匀强磁场中的运动实质是一类运动问题，这一类运动由于探讨对象的特别(带电粒子，不计重力)和运动环境的特别(有界匀强磁场)及处理方法的特别而在全部运动问题中独树一帜，又由于此类题目对学生的综合实力要求较高而倍受高考命题者青睐，在高考理综卷压轴题中均有出现。那么在复习课教学中如何突破这一专题呢，结合自己多年的教学实践，笔者认为应把握以下几点;1. 注意基础，按部就班首先应让学生明白四个基点;一是探讨对象;二是运动环境，即相识什么是有界匀强磁场及常见的类型(单一边界、条形边界、矩型边界、圆型边界);三是运动性质(匀速圆周运动)及轨迹(圆周的一部分或几个圆周的组合);四是处理方法，即找圆心→描轨迹→求半径→解有关的量和运动时间。学生对这类题目所产生畏难心情的主要缘由有两点：一是做图实力差，做不出精确的轨迹图;二是教学节奏太快，台阶太高，学生跟不上。针对这种状况，通过教学实践，笔者认为该专题至少要支配四课时。第一课时讲明四个基点，讲解两道例题，练习两道题目，重点让学生体会此类运动的特点，驾驭处理方法。详细过程如下：复习带电粒子在匀强磁场中运动的性质和规律。先要求学生做下图(没有ab直线)：然后画出ab直线。问：若直线ab的右侧有磁场，左侧没有磁场，则带电粒子的轨迹，运动性质如何?引出有界匀强磁场的概念，明确带电粒子在有界匀强磁场中运动的性质：匀速圆周运动。规律：洛伦兹力供应向心力;运动轨迹为圆弧;半径 R=。这样引入有界磁场的概念和带电粒子在有界匀强磁场中的运动问题，学生感到并不生疏。激励学生就此种运动提出求解的一些问题。其次课时是在学生练习六道题目的基础上，引导学生总结一些规律。如规律1 如从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。规律2 如偏转角为180°的轨迹是半圆弧，偏转角为90°的轨迹是四分之一圆弧，偏转角为270°的轨迹是四分之三圆弧。规律3 在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。第三课时是在讲解四道涉及极值和困难问题的例题基础上，进行规律小结，再强化练习两道题目，重在驾驭两类临界或极值问题。(此处由老师和学生一起完成)第四课时是处理并总结学生搜集的典型题目。(此处由老师和学生一起完成)2. 充分挖掘和利用解题模型中学物理学问的理解和驾驭离不开模型这个载体。这一部分学问在教学中对模型的挖掘和利用分以下环节：一是对基本模型的收集，这一点在前三课时的例题和练习题的选取上应得到体现。二是对基本模型中基础问题的求解，体现在其次课时中对单一边界和圆形有界匀强磁场有关问题的解决。三是对基础模型的变形应用，以最常见的单一边界的有界匀强磁场为例，首先是明白带电粒子在有界匀强磁场中运动的基本规律，如进出场时速度与边界的夹角特点、特别的轨迹如半圆等特点。在教学过程中，充分发挥学生的主体作用，让学生收集和变通出不少典型题目，既让学生体会到学习的乐趣，又让学生敏捷驾驭了学问，又为以后例题和练习题的变式做好积累，可谓一举多得。3. 突破四个一哪四个一呢?分别是一个前提，即画出轨迹图。一个核心，即方法思路。一个桥梁，即轨迹半径的求解。半径的求解有两个思路，一是通过几何关系求解(找出半径与已知有关物理量的定量关系)，二是通过半径公式即R=求解。一个作用，即有界匀强磁场对带电粒子的偏转。在画轨迹图时，关键是圆心的确定，提倡一个方法，先假设有界场为无界场，画出一个完整的圆，再将有界场的边界加入，大家不防试一试。方法的理解应用渗透教学的始终，让学生在不断的练习中深刻体会磁场对带电粒子的唯一作用就是偏转。4. 注意各种规律的总结和应用对一些基本规律如圆心的确定、偏转角和圆心角及弦切角的关系、圆形有界场中若带电粒子进入时速度方向过磁场圆心则出去时速度必过圆心等要让学生娴熟驾驭和应用。对一些较抽象的规律如极值问题中两类情形：一为带电粒子进有界磁场时速度方向不变而数值改变引起半径改变从而产生的极值; 二为带电粒子进有界磁场时速度数值不变而方向改变从而产生的极值。这些规律应在学生进行肯定量练习题目基础上进行引导得出，并通过相应练习题进行体会，不能一蹴而就，急于求成。总之，学无止境，教无定法，教学相长，在教学实践中不断进行探究，会有更好的教法和学法，会有更多的体会。