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第二章资产阶级革命时代的东西方世界

第六节美国的建立

教案重点：美国独立战争的历史背景、1787年宪法
难点：对美国1787年宪法的评价
教学手段：多媒体教学辅助课件
教学过程：
1．导入新课，教师可通过美国国旗导入本节的教学，“请同学介绍一下美国国旗的含义”。美国国旗记载着美国由13个州扩张演变为50个州的历史，也纪念着最初英国殖民统治下的13个州参加独立战争并最终为赢得独立做出的贡献。由此导入新课的学习。
2．北美独立战争的原因和背景，教师可按教材中提到的几个方面内容请学生归纳，也可换一种方法，例如给出几段原始材料，通过学生分析理解，归纳出独立战争爆发的深刻根源。
材料一北部殖民地，资本主义工商业发达。中部殖民地，以农业为主，土地肥沃，被称为“面包殖民地”。南部殖民地，盛行资本主义种植园奴隶制经济，主要作物是烟草、蓝靛，有一批“蓝靛百万富翁”
材料二1660年的《航海条例》规定，北美殖民地所有的输入和输出商品都要使用英国船只运输，一切物品只能运往英国。1765年的《印花税法》规定，所有的印刷品、商业单据、法律证件等都要缴纳印花税。
教师提问学生，这两段材料说明什么问题同学们能否从中分析英属北美殖民地人民要求独立的原因？与英、法资产阶级革命相比较，归纳早期资产阶级革命爆发的共同原因。在学生思考、回答的基础上，总结北美独立战争爆发的根本原因是生产力与生产关系的不可调和的矛盾—殖民地经济的发展要求摆脱英国的盘剥和束缚，双方矛盾激化致使战争一触即发。
3．独立战争的经过。建议教师给学生一段时间阅读教材关于战争进程的有关内容，按时间先后顺序总结独立战争进程中发生的重大事件，最好制作一张大事年表。其中包括1773年波士顿倾茶事件，1774年第一届大陆会议，1775年来克星顿枪声和第二届大陆会议，组成大陆军，1776年发表《独立宣言》，标志着美国的诞生，1777年萨拉托加大捷，1781年约克镇大捷，战争胜利结束，1783年英国正式承认美国独立等几个要点。
4．1787年宪法。这部分内容的讲授建议教师通过原始材料的分析加深学生对1787年宪法的理解。

《美利坚合众国宪法（1787年）》摘录

我们合众国人民，为了建设完善的联邦，树立正义，保证国内安宁，规划共同国防，增进一般福利，使我们自己和我们后代得到自由和幸福，特为美利坚合众国制定本宪法。
第1条
第1节本宪法所赋予一切立法权，应操于联邦国会，国会包括参议院和众议院。
第2节第1款众议院应由各州人民每两年选举的议员组成……
第3款众议员名额和直接税，应按照本联邦内各州的人口分配。这种人口
的决定，除全部自由人外，应加上所有其他人口的五分之三。这种自由人中
包括必须服一定年限劳级的人口，不包括未纳税的印第安人……
第3节第1款联邦参议院应由每州两名参议员组成。参议员由州议会选出，其任期为六年……
第2条
第1节第1款行政权应操于美利坚合众国总统。总统的任期定为四年……
第2节第1款总统应为联邦的陆海军及奉调为联邦服阶段的各州民兵的总司令……
第3条
第1节联邦的司法权应操于最高法院及联邦国会得以随时规定并设立的各种低级法院。最高法院和低级法院两者的法官，只要能忠于职守，即应继续在职……
教师可就以上这些材料，提问学生，该宪法中规定的建国目的是什么？政府的组成形式是什么？有哪些权力？国家职权由哪三个部门分掌？如何评价这部宪法？通过学生思考、讨论、回答完成教学。
5．北美独立战争的影响，引导学生从对美国本身的发展和对世界其他国家及地区的重大影响两方面分析。
教学设计思想
利用现实社会生活中美国的影响入手，结合大量的图片、文字、网上资料，创设历史学习的情景，调动学生学习的欲望，在教师的设计、引导下，通过学生积极主动的学习，完成知识的识记、能力的培养、情感的流露。

相关知识

第六节 化合价

教案课件是老师工作中的一部分，大家应该开始写教案课件了。将教案课件的工作计划制定好，才能使接下来的工作更加有序！那么到底适合教案课件的范文有哪些？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“第六节 化合价”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

第六节化合价

教学目标:1.记住化合价一般规律和常见元素化合价。
2.根据元素化合价书写化学式，根据化学式判断元素化合价。
教学重点：化合价原则。
教具：小黑板投影机、胶片。
教学方法：异步教学法。
教学过程:
一、导入新课.
通过写出NaclHclMgcl2H2O几个化学式，导入新课。
二、出示教学目标.
三、出示教自学提纲（学生自学，教师巡堂辅导）.
⒈————————————是元素化合价。
⒉离子化合物中元素化合价等于————————共价化合物中元素化合价等于——————————。
3.化合物中通常氧显————————价，氢显————————价，金属一般显————————价，非金属一般显————————价。
4.化合物中正负化合价代数和为————————。
5.一种元素是否只有一种化合价？
6.单项化合价为————————。
四、师生共学.
五、课堂练习、巩固提高.
1.课本2、4课。
2.下列化学式是否正确，错的改正
A.氧化铜CuO2B.氧化锌Zn2OC.氢氧化钙CaOH
D.氧化钠E.碳酸钠NaCO3
3.重铬酸钠（Na2Cr2O7)是一种强氧化剂，求元素Cr化合价。
4.含碘盐中常含有碘酸钠（NaIO3）求碘元素化合价。
5.下列各组中硫元素化合价相同一组是（）。
A.H2S、SO3B.S、Na2S
C.SO2、Na2SO3D.SO2、H2SO4
六、课堂小结.
七、布置作业.
附：板书设计
第六节化合价
㈠化合价概念:
㈡口诀：金正非负单质零，氢为正一氧负二。
正负总价和为零，许多元素有变价。
条价不同价不同。
㈢顺口溜：正一氢钠钾银，二钙镁钡锌
三铝四碳硅，五价氮和磷。
一二铜二三铁二四六价硫齐全通常氧是负二价。

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－第六节 地球公转的地理意义

第六节地球公转的地理意义

一、素质教育目标

（一）知识教学点

了解地球公转一周后，地球上产生的地理现象。

（二）能力训练点

空间思维能力。

（三）德育渗透点

事物之间的相互联系和相互制约。

　二、教学重点、难点、疑点及解决办法

　1．重点：昼夜长短变化和太阳高度变化。

2．难点：太阳直射概念。

3．疑点：极昼的南北极为何冰雪不融。

4．解决办法：图解法。

　三、课时安排

　2课时。

　四、学生活动设计

　通过自己一步步绘图逐渐理解知识内容。五、教学步骤

（一）明确目标

1．攻破难点：不同方位的太阳直射概念。2．突出重点：太阳高度和昼夜长短变化。3．了解五带和24节　气。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程

1．太阳直射点的回归运动

图解直射概念：（教学中发现学生对直射，特别是变换角度的直射概念不清楚，影响了后面一系列的知识理解和学习，此处宜作为重点讲解内容。）方法：

（1）画两个如图的弧形A弧、B弧，在弧上各找一点表示一人所在的地理位置P1、P2；请学生画出此人所在的地平线（过切点画切线）；讲明直射即太阳光线与地平线的夹角是90度，请学生画出太阳光线。

（2）在图2上把弧补充为一个完整的圆，并画上地轴（垂直线）、赤道（水平线），问此时太阳直射点的位置（赤道）。

（3）把图2旋转一个角度（黄赤交角），观察太阳直射点的位置。从此点平行于赤道画一条纬线，思考这条纬线的特点（太阳直射的最北点——北回归线，此线上各点一天中都有直射机会）

（4）思考：太阳直射点的位置可否移动，观察二分二至图，认识太阳直射点的回归运动。

练习：一年之中有两次太阳直射机会的地区是：南北回归线之间。

2．昼夜长短变化

请每位学生画一张夏至日（12月22日）光照图，一位学生在黑板上画，用以订正。在图上标出南北回归线、晨昏线，把夜半球涂成阴影。

（1）昼夜长短变化规律

a．教师在图中南北半球各画一条纬线（例图中B、D所在纬线），学生注明昼弧和夜弧长，观察分析得出结论：太阳直射的南半球昼长于夜，北半球相反。

b．教师在北半球再添加一条纬线（例图中E所在纬线），学生观察同一半球不同纬线上的昼夜长短情况，得出结论：纬度越高昼夜长短变化越大。赤道终年昼夜平分。

c．请学生用纬线标出极昼和极夜范围——极圈概念（例图中A．F点所在纬线）。

（2）思考：有无全球同时昼夜平分的时候，什么时候？演示春秋分时太阳直射的位置。

理论上：晨昏圈过极点时，全球纬线被平分，此时为春秋分。

实际中：夏季的昼长转为冬季的昼短的那一天。

3）练习：12月22日下列地区昼长的是B、D，昼最长的是D。

A．伦敦B．悉尼C．北京D．好望角

3．正午太阳高度的变化

同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。

练习：6月22日（夏至）正午太阳高度达最大值的范围是北回归线以北各地，达最小值的地区是赤道以南各地。

分析：绘图，注明太阳直射点（北回归线）。在北回归线以北任选一点A，发现这一天太阳直射点离此点最近，此点达一年中最大值。赤道至北回归线之间有太阳直射机会，故未达最大值。赤道以南和南回归线以南各选一点B、C，发现此时太阳直射点离所选点最远，故赤道以南各地正午太阳高度最小。（不同地区的正午太阳高度）

思考：正午太阳高度角的大小变化与一年中的气温高低变化有关吗？画图说明。你能解释极昼的南北极为何冰雪不融了吧。

（太阳高度角小，冰雪反射率大，冰层厚海拔高。）

4．五带划分：（图略）

以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带。

热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。

温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。

寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象。

5．四季

（1）从天文含义看四季夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节　。一季三个月，请写出天文四季的春夏秋冬所包含的月份。

春______夏______秋______冬______

（2）思考：我们通常所说的四季含义是什么（气温的高低）。气候四季包含的月份。

春______夏______秋______冬______

（3）了解24节　气的概念与四季的关系

24节　气是将地球绕太阳的公转轨道平分24份，从春分点开始，角度每隔15度为一个节　气，约为15天。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节　的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。

（三）总结、扩展

思考：你知道为什么4年一润吗？

一个回归年=365天5小时48分46秒，每年的365天是回归年的近似值，一年扔掉近6小时，故4年一润，闰年为366天。另有其它历法计算余、损数值。

　六、布置作业

　题1读右图”极地投影太阳光照图”（虚线表示极圈和回归线，阴影部分表示黑夜），回答下列问题。

（1）该图反映的日期是6月22日前后，太阳直射点的地理坐标是45E，0

（此图所画半球逆时针旋转，为北半球，北极圈里是极昼，此日是夏至6月22日）

（2）abc是晨昏线，其中晨线为bc段。（晨昏线与太阳光线永远垂直，此图逆时针旋转，地球上各地在ab弧处由昼进入夜，在bc弧处由夜进入昼，为晨线。）

（3）此时A、B、D、E四地的地方时应是A15时，B6时，D21时，E12时。

（太阳最高点为正午12点，纬线周长被均分为24小时。）

（4）此时A、E昼夜长短是A24小时昼，E12小时昼。

（5）再过三个月，B地处在什么初秋季节　（三个月后，太阳直射点由北半球移向赤道，并将继续向南半球移动。）

题2设计一个表盘，从中可以读出不同纬度任意一天的太高度角。

教师指导：盘1太阳直射点纬度范围，从2326N——2326S。

盘2太阳高度角范围。

盘3地理纬度值，三盘叠加在一起。

　七、板书设计

　第六节　地球公转的地理意义

一、太阳直射点的回归运动

（学生随堂画图，此处略）

二、昼夜长短变化规律

1．太阳直射的半球昼长于夜。

2．纬度越高昼夜长短变化越大。极圈内出现极昼极夜现象。

3．赤道全年昼夜平分；春秋

分全球昼夜平分。

三、正午太阳高度角的变化

一地正午太阳高度随距太阳直射点的远近而变化。

正午太阳高度=地理纬度+太阳直射点纬度（同半球相加，不同半球则减。）

四、五带划分（图略）

五、四季划分

天文四季：春2、3、4，夏5、6、7，秋8、9、10，冬11、12、1。

气候四季：春3、4、5，夏6、7、8，秋9、10、11，冬12、1、2。

24节　气：地球公转轨道的24份均分。在天气和气候概念之间，中国传统文化。

第二章封建大一统时期——秦汉第六节两汉时期的对外关系

第二章封建大一统时期——秦汉

第六节两汉时期的对外关系

教学目标

一、基础知识目标

汉朝与朝鲜的关系；汉朝同日本、越南的交往；丝绸之路；海上丝绸之路；汉朝与安息、大秦和贵霜的交往。

二、能力培养目标

通过对两汉时期中国与朝鲜、日本、越南、安息、大秦等国交往情况以及当时这些国家历史状况的学习，培养和进一步提高学生综合、归纳和分析中外历史知识的能力。

三、思想教育目标

1．秦汉时期，中国的社会经济文化等方面都处于世界先进地位，在对外交往中，中华文明的影响不断扩大。

2．在两汉时期的对外交往中，中国的文化向外辐射，同时，中国人民也吸取和借鉴了外来的文明成果，发展了中华文明。

3．在世界的古代和中世纪，人类基本上处于隔绝状态，各国之间联系较少，但是丝绸之路与海上丝绸之路，连接着当时世界的几个不同文明。这在中外古代和中世纪史上，意义尤显重大。

教学重点和难点

教学重点：两汉与日本的关系；丝绸之路；汉朝与大秦的往来。

教学难点：中外交流中的相互影响。

教学过程

导入新课：

首先，回忆本章的引言，使学生进一步明确秦汉的历史地位与当时世界各大文明区域历史发展的大致情况：

①印度的孔雀帝国昙花一现，迟至公元4世纪才形成局部统一。而中国在秦亡之后出现长达四百年的大一统繁盛局面。

②古罗马和安息帝国雄踞地中海和西亚时，东亚屹立着强大的秦汉王朝。

③公元1—2世纪，亚欧大陆古文明地区并列的4个帝国（东汉、贵霜、安息和罗马）中，汉朝和罗马的历史地位尤其重要。

然后引入本节的授课，指出：汉朝在当时是空前强大，并开展了积极的对外交往。使得以中国为核心的东亚文化圈日益扩展，突破了东亚的范围，开始走向世界，远及欧洲和非洲。

讲授新课：

一、汉朝与朝鲜的关系

1．两汉与朝鲜的密切往来

①朝鲜与中国是唇齿相依的近邻。

②战国纷争与秦汉之交时有许多中国人到朝鲜，朝鲜半岛南部的三韩（指马韩、辰韩和弁韩）曾多次派人赴汉。

③秦汉文化对朝鲜文化的发展有着较大的影响，辰韩就有“秦韩”之称。

2．中朝贸易的发展

①朝鲜特产输入中国，朝鲜特产檀弓、文豹、果下马、班鱼皮等输入中国，

②中国铁器、铜镜、漆器等输往朝鲜。

③中朝经济贸易往来频繁，互通有无，对朝鲜的发展进步产生了影响。

二、汉朝同日本、越南的交往

1．日本的社会状况

①日本是中国一衣带水隔海相望的近邻。我国古代称日本为“倭”。

②汉朝时，日本“分为百余国”。汉武帝时，日本有三十多个国家通过朝鲜半岛“使译通于汉”。

③引导学生阅读课文中的小字部分，从《汉书地理志》中初步了解日本的社会生活。

2．两汉与日本的关系

①徐福浮海东渡的传说，在中日两国都是从古流传至今；

②日本考古发现的一些工具、器皿的制作也有的同中国相似，两者相互印证。

③汉武帝时，日本一些部族小国与汉朝已经有了通使关系；

④汉光武帝时，倭奴国得赐印绶(汉赐“汉委奴国王”金印已出土)。

⑤汉安帝时，倭国又遣使来汉。中国的铁器、铜器、丝帛传往日本，促进了日本生产和文化的发展。

3．两汉时期的中越经济文化联系

①越南与中国山水相连，联系更加密切。

②中国从越南输入土特产和东南亚的珍稀物产，如越南的象牙、犀牛、玳瑁、珍珠等。

③中国的铁器、农耕和水利技术传到越南，使越南的社会经济生活有了显著提高。

④中越经济文化的交流，对两国的经济文化和社会生活都有积极影响。

三、丝绸之路

1．丝绸之路的开通

①西汉以前，中国的丝绸经西北各民族，少量地辗转贩运到中亚、印度等地。

②张骞出使西域以后，汉朝的使者、商人接踵西行，大量丝帛锦绣沿着通道不断西运；西域各国的珍奇异物也陆续输入中国。这条沟通中西交通的陆上要道，就是著称于后世的“丝绸之路”。

③丝绸之路的开通是划时代的重大事件，当时，世界各文明区域尚处于隔绝分散的状态，交通工具也很简陋，丝绸之路却沟通了东西方的交通。

2．丝绸之路与中外经济文化交流

①通过丝绸之路，中国与中亚、西亚、南亚诸国进行了频繁的经济、文化交流。

②中国的铁器、丝绸和养蚕缫丝技术，以及铸铁术、井渠法、造纸术先后西传。

③两汉之际，佛教也通过丝绸之路由印度经中亚、西域，沿丝绸之路传入中国。

3．西南陆上丝绸之路

①秦汉时期，西南有一条从四川出发，经云南，过缅甸，最后到达印度的丝绸之路。

②西南陆上丝绸之路的开通，不仅加强了中原和西南地区的联系，而且为中缅、中印的友好往来，创造了条件。

4．海上丝绸之路

①海上丝绸之路的开辟。

A．秦汉时期，一些商人船舶不惧风浪，很早就往来于中国与东南亚之间。

B．西汉中后期，汉朝政府派人远航，直抵东南亚和南亚，这就是“海上丝绸之路”。

②海上丝绸之路的方向、大致航线与经过地区。

A．阅读课本插图《海上丝绸之路》；

B．了解海上丝绸之路从广东沿海港口出发，向西沿海岸线、印支半岛南下，绕过今马来半岛、出马六甲海峡，到孟加拉湾沿岸诸国，最远抵达印度半岛南端和斯里兰卡。

③海上丝绸之路开通的意义。

A．加强了中国与东南亚、南亚各国的关系，扩大了秦汉文化对外的影响。

B．从海路沟通了东、西方外交联系，拓展了中国、亚洲濒海地区、欧洲一些国家的外交活动范围。

5．评价：

①两汉时期，中国与西方之间的交通也日益发达，古代世界的东方与西方的几个文明地区联系起来。

②中国的丝绸驰誉世界，中国被称为“丝国”，中西交通线也被称为“丝绸之路”与海上“丝绸之路”。

四、汉朝与西亚、欧洲的往来

1．汉朝与安息的交往

①安息是地处丝绸之路中段的西亚大国，成为罗马帝国与汉朝之间的中转站，

②安息利用陆上丝绸之路和海上丝绸之路在汉朝与大秦之间贸易谋获其利。

2．汉朝与大秦的往来

①汉朝与大秦（罗马帝国）之间都有直接交往的愿望。

②公元97年，班超派甘英出使大秦未果，166年，大秦安敦王朝遣使来到东汉，这

是正史中关于中国同欧洲直接往来的最早记载。

第六节回旋加速器

一名优秀的教师就要对每一课堂负责，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师掌握上课时的教学节奏。那么怎么才能写出优秀的教案呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《第六节回旋加速器》，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

第六节回旋加速器

教学目的

使学生知道回旋加速器的基本结构，理解它的工作原理；并通过教学，进一步激发学生的学习兴趣，培养他们运用物理知识分析和解决实际问题的能力．

教学过程

师：在现代物理学中，为了研究物质的微观结构，人们往往利用能量很高的带电粒子作为“炮弹”，去轰击各种原子核，以观察它们的变化规律．为了大量地产生高能粒子，就要用到一种叫做加速器的实验设备．同学们一定听说过北京正负电子对撞机吧，它就是我国于1989年初投入运行的第一台高能粒子加速器，它能使正负电子束流的能量分别达到28亿电子伏．

加速器究竟是怎样产生高能带电粒子的呢？这就是今天要学习的课题．让我们都以探索者的身份，从已有的基础知识出发，一起去寻求问题的答案吧．

(由加速器的重要应用以及我国科技新成就导出课题，可以激发学生的求知欲望；要求学生以探索者的身份进入角色，旨在将他们推上学习的主体地位．)

师：先请哪位同学回答：用什么方法可以加速带电粒子？

生：利用电场可使带电粒子加速．

师：（板画图1）根据图示条件，带电粒子加速后可获得多大能量？

生：Ek=mv2/2=qU

师：回答正确．由此看来，要获得高能量的带电粒子，就必须尽量提高加速电压．但我们知道，实际能达到的电压值总是有限的，不可能太高，因而用这种方法加速粒子，获得的能量也不够大，只能达到几十万至几兆电子伏．请同学们想一想，如何突破电压限制，使带电粒子获得更大的能量呢？

(疑问是思维的源头，问题是探索的中心．教学中及时、巧妙地存疑设问，是教师主导作用的重要体现．)

甲生：我想是否可以再加几个电场，让带电粒子逐一通过它们．

（教师根据学生回答，在图1上改画成图2）

师：大家认为这种设想有道理吗？

乙生：我认为有道理．这样一来，每个电场的电压就不必很高．尽管带电粒子每次加速得到的能量不是很大，但最后的总能量却可达到Ek=nqU，只要增加电场的数目n，就可使粒子获得足够大的能量．

师：说得对．采用多个电场，使带电粒子实现多级加速，这确是突破电压限制的好方法．同学们能提出这样富有创见的设想，十分可贵，但是，我们再仔细推敲一下它的可行性：按图2所示的方案，真能实现多级加速吗？

（学生陷入沉思．顷刻，有部分同学恍然大悟）

丙生：这个方案不可能获得高能量的带电粒子！

师：你发现什么问题了吗？

丙生：从图上可以看出，在相邻两级加速电场的中间，还夹着一个反向电场，当带电粒子通过它们时，将会受到阻碍作用．

师：丙同学考虑问题很全面，他不但看到了加速电场这有利的一面，同时还注意到了存在减速电场这不利的一面．那么我们能否“兴利除弊”，设法把加速极板外侧的减速电场消除呢？

生：……

师：（进一步启发）请大家联系已学的知识：要防止外界电场的干扰，可采用什么措施？

生：采用静电屏蔽．

师：对．我们可用金属圆筒代替原来的极板．（在图2上改画成图3）这样，既可以在金属圆筒的间隙处形成加速电场，又使得圆筒内部的场强为零，从而消除了减速电场的不利影响．

师：再让我们讨论一下电源．为了简化装置，我们可用一个公用电源来提供各级的加速电压．（在图3上改画成图4）．如果我们要加速一带正电的粒子，若电源的极性保持恒定（始终为A正B负），你认为这个粒子能够“一路顺风”，不断加速吗？

生：不可能．因为，按这样的极性，带电粒子在第一级电场中能得到加速，但到了下一级就会减速．粒子从加速电场得到的能量，将在减速电场中丧失贻尽．

师：说得很对．我们有什么方法可解决这个矛盾吗？

生：如果能及时地改变电源的极性，就可以解决了．

师：好主意！你能对照图4具体说明一下这“及时”的含义吗？

生：设开始时电源极性为A正B负，带正电粒子在第一级电场中加速，当它穿过第一只圆筒即将进入第二级电场时，电源极性应立即变为A负B正，使粒子又能继续加速．同理，当它穿过第二只圆筒刚要进入第三级电场时，电源又及时地改变极性，……以后也是如此．

师：分析正确．可见，为了实现带电粒子的多级加速，应该采用交变电源；并且，电源极性的变化还必须与粒子的运动配合默契，步调一致，即要满足同步条件，这是确保加速器正常工作的关键所在．那么，如何做到这一点呢？如果使交变电源以恒定的频率交替改变极性，能够满足同步条件吗？

甲生：不能满足．因为带电粒子加速之后的速度越来越大，若金属圆筒的长度相等，则它每次穿越的时间就会越来越短．如要保证同步，电源频率应该越来越高才行．

师：谁还有不同的见解吗？

乙生：我认为当电源频率恒定时，也有可能满足同步条件，只要使得金属圆筒的长度随着粒子速度的增大而相应地加长就行了．

师：甲、乙两位同学的意见可谓异曲同工，都有可能满足同步条件．在具体实施时，人们一般采用的是后一种方案．很明显，实施这种方案的关键，在于合理地设计金属圆筒的长度．那么，各圆筒长之间究竟应符合怎样的关系才行呢？这个问题稍许复杂一点，但只要运用我们所学的有关知识，也是不难解决的．有兴趣的同学在课后可以继续讨论，去完成这项设计任务．

(教学内容的安排应有弹性，注意留有余地，以贯彻“因材施教”的原则．)

师：通过以上的探索和研究，我们实际上已经勾画出一台加速器的雏形了．“麻雀虽小，五脏俱全”，它包含着一般加速器应具备的几个基本要素．下面，就请同学们一起来小结．

（根据学生回答，归纳并板书，关键字眼以彩笔突出．）

①利用电场加速带电粒子；

②通过多级加速获得高能粒子；

③将加速电场以外的区域静电屏蔽；

④采用交变电源提供加速电压；

⑤电场交替变化与带电粒子运动应满足同步条件．

(此段小结很有必要．它不仅可将前段探究活动的成果及时整理、提炼、充实和完善学生的认知结构，同时，也为接着学习回旋加速器奠定了基础，从而起到了承前启后的作用．)

师：刚才讨论的这类加速器，人们通常称之为直线加速器．例如北京正负电子对撞机的注入器部分，就是一个全长200多米的直线加速器．这类加速器固然有其优点，但它的设备一字儿排开，往往显得拖沓冗长．于是，我们自然会想：能否寻找一种既可使带电粒子实现多级加速，又不必增加设备长度的方法呢？

生：……（思考、议论）

师：（自言自语）如果只用一个电场，带电粒子经过加速后还会再次返回，那就好了．……用什么方法能使粒子自动返回呢？……

生：（豁然开朗）外加磁场！利用带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的特点，可使它重返电场，再次加速．

师：好，这确是个巧妙的构想，说不定它还会导致一种新型加速器的延生呢！

（学主情绪亢奋，信心骤增）

(学习上的探究活动，同样需要有情绪力量的投入．为此，教师讲课不妨带些“情感色彩”，以利于渲染教学氛围，激活学习动因．)

师：下面就让我们按着这条思路，来具体分析一下工作原理．（板画图5）

设位于加速电场中心的粒子源发出一个带正电粒子，以速率v0垂直进入匀强磁场中．如果它在电场和磁场的协同配合下，不断地得到加速，你能大致画出粒子的运动轨迹来吗？请每位同学都动手试试．要边画图，边思考，并注意联系前面归纳出的几条结论．

（教师巡视，对有困难的学生予以指导．多数学生完成之后，抽一人在图5上板画，得图6所示轨迹．）

师：同学们都已把带电粒子的运动轨迹画出来了．接下去，请大家思考几个问题．第一，从画出轨迹看，它是条半径越来越大的螺旋线，这是什么缘故？

生：根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式R=mv／Bq，随着粒子不断加速，它的速度越来越大，因此，半径也相应增大．

师：对．再看第二个问题：为使带电粒子不断得到加速，提供加速电压的电源应符合怎样的要求？

生：要采用交变电源，并且，还必须使电源极性的变化与粒子的运动保持同步．

师：你能对照图6，再具体说明一下吗？

生：带正电粒子以速度v0进入磁场，当它运动半周后到达A1时，电源极性应是“A正A′负”，粒子被电场加速，速率从v0增加到v1．

为“A负A′正”，使粒子再次加速，速率从v1增加到v2……以后的情形就以此类推．

师：回答正确．从刚才的分析可以看出，电场的作用是使粒子加速，磁场的作用则使粒子回旋，两者的分工非常明确，同时，它们又配合得十分默契：电源交替变化一周，粒子被加速两次，并恰好回旋一周，这正是确保加速器正常运行的同步条件．（板书如下）

师：还有第三个问题：随着粒子不断加速它的速度和半径都在不断增大，为了满足同步条件，电源的频率也要相应变化吗？

生：不需变化，因为带电粒子在匀强磁场中的运动周期T=2πm/Bq，它与速度无关．

师：说得对．对于给定的带电粒子，它在一定的匀强磁场中运动的周期是恒定的．有了这一条，我们就可免却随时调整电源频率以求同步的麻烦了．从而为最终实施我们的上述构想，提供了极大的便利．

早在1932年，美国物理学家劳仑斯正是沿着与我们相仿的巧妙思路．发明了回旋加速器，从而使人类在获得具有较高能量的粒子方面迈进了一大步．为此，劳仑斯荣获了诺贝尔物理学奖．

(学生再次体验到成功的喜悦，似乎他们也分享到了其中的一份．)

师：下面让我们来看回旋加速器的基本结构．（出示挂图）从图上可以看出，回旋加速器主要由下列几部分组成（板书）：D形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置等．其中，两个空心的D形金属盒是它的核心部分．同学们能说明它的作用吗？

（让学生自学课本，然后回答）

甲生：这两个D形盒就是两个电极，可在它们的缝间形成加速电场．

师：谁还有补充吗？

乙生：它还起到静电屏蔽的作用．使带电粒子在金属盒内只受磁场力作用，从而做匀速圆周运动．

师：书上还提到一个细节：“两个D形盒之间留一个窄缝，……”想一下，为什么要留窄的缝？宽些就不成吗？

丙生：……

丁生：如果缝很宽，粒子穿越电场所用的时间就不容忽略．而这个时间是要随粒子运动速度的增加而变化的，从而使得粒子回旋一周所需的时间也将随之变化，这就会破坏同步条件．如果是窄缝，粒子在电场中运动的时间可以不计，就可避免不同步的麻烦了．

师：说得很对．看来同学们对回旋加速器的原理和结构己有了一定的理解．在此基础上，请大家再讨论一个问题：假如由你来设计一台回旋加速器，要求能使带电粒子获得更高的能量，你打算采用哪些措施？

(提出这种设计性问题的目的，在于深化学生思维，活化物理知识，使学习活动跨上更高的台阶．)

甲生：可以提高电源的电压．由公式Ek=qU可知，电压值大了，粒子获得能量也大．

乙生：还可以加大D形盒的半径．使带电粒子有更大的回旋余地，随着加速次数的增多，粒子具有的能量也就大．

丙生：也可以增加磁感应强度．根据公式R＝mv／Bq，对应于一定的速度，B值越大，粒子的回旋半径B就越小，这样它在D形盒内就可以兜更多的圈，从而获得更大的能量．

师：对于上面几位同学的意见，大家有没有补充或不同的看法？

丁生；我认为甲同学的说法不对．因为提高了电源的电压后，尽管可以使粒子每次加速获得的能量增大，但相应的回旋半径也要增大，这又会使得加速次数减少，最后粒子的总能量不见得就大．

师：同学们能发表不同的见解，这很好．究竟谁是谁非呢？我们还可以进一步分析：在回旋加速器的最大半径和磁场都确定的条件下，带/2＝B2R2q2／2m．这就告诉我们，对于给定的带电粒子来说，它能获得的最高能量与D形电极半径的平方成正比，与磁感应强度的平方成正比，而与加速电压无直接的关系．

讲到这里，有的同学可能会想，如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大D形盒半径，我们不就可以使带电粒子获得任意高的能量了吗？但实际并非如此．例如：用这种经典的回旋加速器来加速粒子，最高能量只能达到20兆电子伏．这是因为当粒子的速率大到接近光速时，按照相对论原理，粒子的质量将随速率增大而明显地增加，从而使粒子的回旋周期也随之变化，这就破坏了加速器的同步条件．

为了获得更高能量的带电粒子，人们又继续寻找新的途径．例如，设法使交变电源的变化周期始终与粒子的回旋周期保持一致，于是就出现了同步回旋加速器．除此之外，人们还设计制造出多种其它的新型加速器．目前世界上最大的加速器已能使质子达到10000亿电子伏以上的能量．

我国在高能粒子研究方面发展很快，并取得了多项世界瞩目的成就．希望同学们树立志向，奋发学习，将来把祖国的科学技术推向世界的最前沿！

教案说明

一关于课题选定

回旋加速器作为一种高科技的实验设备，学生往往对其怀有浓厚的学习兴趣，如能有意识地让学生到当今科学的前沿“圣地”去涉足一番，哪怕是十分粗浅，也将会有助于他们开阔视野，培养志趣．同时，回旋加速器又是洛仑兹力应用的著名实例，藉此机会，可使学生对电磁学的有关知识作一次较广泛的复习和运用．因此，本课题虽属选学内容，但在学生条件许可的情况下，仍然值得一学．

二关于教材处理

本节课的教材组织及教学流程，可用以下图式表示：

这里值得说明的问题是：在顺序上，把直线加速器提在前，而将回旋加速器置于后，这样是否有悖史实？在内容上，回旋加速器是课题的中心，但却要化相当篇幅去讨论直线加速器，这样会否喧宾夺主？

教学过程应该是有序的，这就必须牢牢把握两条脉胳：一是教材知识的内在联系，二是学生认识的发展规律．为此，教师应能驾驭教材，对教学内容作一番必要的剪辑或加工，这也是一种教学艺术的再创造．

本节教案作如上的安排，正是为了体现这种有序性．从知识的内在联系看，直线加速器与回旋加速器的工作原理有着诸多相同之处，因此可将前者作为后者的铺垫．在理解直线加速器原理的基础上，一旦突破“磁场回旋”这个拐点，回旋加速器的得出就是水到渠成的了．再从学生的认知规律看，他们对直线加速器的理解，一般要比回旋加速器来得容易，于是可把前者当作后者的桥梁．学生在解剖直线加速器这只“麻雀”的过程中，发现了加速器所应具备的若干重要条件，并经过他们自己的总结、整理，建立起来相应的认知结构．以此为依托，有关回旋加速器的内容就可以通过与结构中的有关知识互相作用，实现同化，从而顺利达成知识的迁移．

三关于教法设计

这类课题如果沿用“讲解原理，介绍结构”的传统教法，很可能造成教师呆板地讲、学生被动地听的局面．学生所获得的也只是些静态的知识（现成结论），而那些蕴含于研究过程中的动态知识（科学方法等），却得不到应有的开发．这实在是教学上的重大失策．

本课试图改变这种状况，按照“教师为主导，学生为主体，过程为主线”的教学设想，采取了引导探究的教学方法．即把教材内容有机地划分成若干个探究阶段，并辅之以一系列环环相扣的问题，铺设成一条通往知识高峰的阶梯，并力求拓展课题的探究过程，尽量扩大学生的活动空间．在整个过程中，既有学生的积极参与、拾级攀登，又有教师的点拨引导、及时调控．通过师生双边的信息交流，不断地将教学活动引向深入，使学生在获取新知的同时，还亲身经验到科学研究的思想方法，进一步培养了他们的能力。

文章来源：http://m.jab88.com/j/55032.html

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