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文檔簡介
在初中時一般認(rèn)為電池兩端的輸出電壓不變,所以大家認(rèn)為滑線變阻器的滑片在向左移動的過程中,伏特表的讀數(shù)不變??墒窃诨瑒踊瑫r,安培表的讀數(shù)確實在變大,但伏特表的讀數(shù)在變小。當(dāng)大家感到迷惘時,及時引導(dǎo):“伏特表的示數(shù)在減小,這就說明電池的輸出電壓在變化,這是為什么呀?怎么樣去解釋呀?學(xué)完今天的內(nèi)容,大家自己就可以解釋?!保ò鍟n題).初中所用的電源我們認(rèn)為輸出電壓不變,可稱為“理想電源”,不考慮電源的內(nèi)部情況;實際電源內(nèi)部存在著電阻,如圖2所示,實際電源可以認(rèn)為是由理想電源和電阻串聯(lián)而成,電源內(nèi)部存在著的電阻,我們稱之為“內(nèi)阻”,當(dāng)有電流時也要分得一部分電壓,輸出電源的電壓應(yīng)該是理想電源的電壓減去內(nèi)阻上的電壓,輸出電壓隨外電路的情況而變化,干路中的電流越大,輸出電壓越小。不同種類的實際電源,我們都可以認(rèn)為是由理想電源和內(nèi)阻構(gòu)成,不過它們的理想電源的電壓和內(nèi)阻一般不同,反映了這種電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)的大小,表征電源本身的特性,我們也給它起個名字,叫電動勢。怎樣知道它的大小呢?演示實驗:展示不同規(guī)格的常用干電池、蓄電池,并用電壓表分別測兩端電壓,干電池兩端的電壓約為1.5伏,蓄電池兩端的電壓約為2.0伏。(至此,水到渠成,下面的幾個知識點由學(xué)生討論、看書總結(jié)得出,教師幫助總結(jié),用多媒體展示。)設(shè)計意圖:通過具體事例,了解學(xué)生頭腦中現(xiàn)有的知識是什么,再設(shè)置新情境,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)舊知識解決實際問題會產(chǎn)矛盾,迫切需要一種解決新問題的理論和方法,激發(fā)學(xué)生要解決問題的欲望,從而使學(xué)生帶著問題聽課,以便達(dá)到最佳教學(xué)效果.3、新課教學(xué)(1)電動勢(E):①電動勢概念的引入:不同類型的電池兩極間的電壓不同,是由電源本身的特性決定的。為描述不同類型的電源兩極間電壓的不同而引入——電動勢。②電動勢的數(shù)值:電動勢的數(shù)值等于沒有接入外電路時電源兩極間的電壓。(電動勢等于電源的開路電壓)。③電動勢的單位:伏特(V)④電動勢的物理意義:(從能量角度分析)電動勢是描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量。(2)內(nèi)電壓和外電壓 ①當(dāng)電源接入電路后(說明外電路和內(nèi)電路,路端電壓和內(nèi)電壓),再用V表量兩極間電壓,發(fā)現(xiàn)U<E ②電流通過內(nèi)電路時也有電阻,也有電壓降,所以電源起了兩個效果,可畫成等效電路如右圖 ③E=U內(nèi)+U外(3)閉合電路歐姆定律①任何實際電源都有內(nèi)電阻,實際電源可認(rèn)為由理想電源(電壓為電動勢的數(shù)值)和內(nèi)阻r組成。②內(nèi)容表述:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)外電路的電阻之和成反比。③表達(dá)式:④指導(dǎo)學(xué)生明確各量物理意義.設(shè)計意圖:由電動勢和部分電路歐姆定律的已知知識,引導(dǎo)學(xué)生來推導(dǎo)閉合電路歐姆定律.這樣處理符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,同時也使學(xué)生學(xué)會用已知推導(dǎo)未知的一般過程,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,只有讓學(xué)生自主活動中產(chǎn)生興趣,才能使學(xué)生的能力真正提高.4、例題分析例1:由電動勢一定的電源和一個固定外電路(外電阻一定)組成的閉合電路中:A.電源的內(nèi)阻越小,總電流越大;B.電源的電動勢等于外電壓;C.電源的內(nèi)阻越大時,外電壓越大; ErR1ErR1R2S12設(shè)計意圖:通過定性分析,加深學(xué)生對概念的理解.例2:如圖所示電路中R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)S扳至位置1時,電流表示數(shù)I1=0.2A;當(dāng)S扳至位置2時,電流表的示數(shù)I2=0.3A,求E和r.設(shè)計意圖:利用本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,分析有關(guān)題目,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、系統(tǒng)、周密地討論分析問題的能力.這道例題還為我們提供了一種測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r的方法。5、鞏固練習(xí)電源E=1.5V,r=0.2,兩條電線總電阻為0.8,R燈=4,求:(1)電流、路端電壓,電燈兩端電壓,(2)如果再并聯(lián)一盞相同的燈又如何?教學(xué)說明:1電路結(jié)構(gòu)改變了,除E和r外都改變了,R燈并得越多(負(fù)載增大),R減小時,電流增大,路端電壓減小,可將r線納入r中,則U燈相當(dāng)于路端電壓(拉出來和塞進(jìn)去都可以)。6、小結(jié)(略)告訴學(xué)生本節(jié)學(xué)習(xí)的“閉合電路歐姆定律”是本章的基礎(chǔ),是我們解決電路部分問題的重要手段,要求學(xué)生不但要記住它,更應(yīng)該深入地理解它,牢固地掌握它,從而達(dá)到今后能熟練地運(yùn)用它解決問題的目的.《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》教材分析《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》一節(jié)是司南版選修3-1第5章《磁場》第3節(jié)的內(nèi)容,這節(jié)課之前,第1節(jié)是磁場的基本知識,第2節(jié)是用磁感線定性描述磁場,這節(jié)將從定量的角度來描述磁場。本節(jié)內(nèi)容是以后學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)的基礎(chǔ),也是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一??傊?,本節(jié)內(nèi)容在教材中具有承上啟下的作用,既是前面所學(xué)知識的鞏固和深化,又為后繼內(nèi)容的學(xué)習(xí)做出了鋪墊。因此,本節(jié)是本章教學(xué)的重點。學(xué)情分析學(xué)生在前兩節(jié)及初中已對磁場及其描述有了初步了解,已經(jīng)知道了用磁感線定性描述磁場的方法,已經(jīng)學(xué)習(xí)了電場可用電場線和電場強(qiáng)度來描述,這為本節(jié)課的類比教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,知道它是描述磁場強(qiáng)弱的物理量;會對磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行合成與分解;理解什么是磁通量,知道其與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系,并能進(jìn)行磁通量的計算,能初步判斷磁通量的變化情況【過程與方法】通過“感受磁場的強(qiáng)弱”等實驗,提高收集信息和處理信息、得出物理結(jié)論、分析和解決問題的能力?!厩楦袘B(tài)度與價值觀】關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢,有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識。教學(xué)重點、難點【重點】理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的意義,知道磁通量與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系【難點】磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立;磁通量大小的影響因素及磁通量的正負(fù)。原因:學(xué)生尚未學(xué)習(xí)電流所受安培力,無法用F=BIL給出磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式,使得學(xué)生無法對磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場強(qiáng)度進(jìn)行公式上的比較;學(xué)生空間想象能力不足,無法抽象出磁通量大小的影響因素尤其是角度,另外學(xué)生尚未接觸面矢量,故對磁通量的正負(fù)較難理解。突破:用演示實驗和有關(guān)磁感線的基本知識層層設(shè)問的方法建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念;淋浴花灑實驗解決磁通量大小影響因素問題,通過與之前學(xué)過的功、矢量、勢能對比的方法,加深對磁通量正負(fù)的理解。教法學(xué)法教法:演示實驗、啟發(fā)、類比學(xué)法:觀察分析、類比推理、歸納總結(jié)教學(xué)流程及操作
依據(jù)本節(jié)教材的編排,依據(jù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律,我設(shè)計了下面的教學(xué)流程和相應(yīng)的具體操作:教學(xué)流程:演示實驗導(dǎo)入新課→層層設(shè)問課件演示得磁感應(yīng)強(qiáng)度定義→類比得勻強(qiáng)磁場定義→磁通量定義→例題訓(xùn)練→實驗探究磁通量大小的影響因素→得φBS關(guān)系→指出磁通量變化含義→例題訓(xùn)練→課堂練習(xí)→課堂小結(jié)→作業(yè)布置具體操作:【演示實驗引入新課】(5分鐘)實驗一:磁場中小磁針位置不同,指向不同;結(jié)論:磁場有方向。實驗二:不同電磁鐵能夠吸引鐵釘數(shù)目不同;結(jié)論:磁場有強(qiáng)弱。提出問題:怎樣描述磁場的強(qiáng)弱和方向?學(xué)生回答:磁感線。繼續(xù)提問:如何用磁感線描述磁場的強(qiáng)弱和方向?切線方向:磁場方向(小磁針靜止時北極的指向)疏密:磁場強(qiáng)弱電場除了用電場線描述外,還可用哪個量來描述?既然電場的強(qiáng)弱和方向可用電場強(qiáng)度來描述,那么類似地磁場的強(qiáng)弱和方向也可用一個物理量來描述,這個量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。設(shè)計意圖:感受磁場的方向和大小,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。同時用類比的方法,讓學(xué)生學(xué)會知識的遷移?!敬鸥袘?yīng)強(qiáng)度定義】(5分鐘)提出問題:我們知道磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱,那么磁感線的哪一項指標(biāo)可以直觀的表示疏密呢?(引導(dǎo)學(xué)生說出磁感線條數(shù))繼續(xù)提問:只數(shù)磁感線條數(shù)可以嗎?(稍停)拋出關(guān)鍵問題:條數(shù)相同就意味著磁感應(yīng)強(qiáng)度相同嗎?若穿過兩個面的磁感線條數(shù)相同,但兩個面的面積不同,我們還能說B相同嗎?(課件演示)結(jié)論:要數(shù)單位面積的條數(shù)。穿過的條數(shù)相同,面積也相同,但S1⊥B,S2不⊥B,B相同嗎?(課件演示疏密情況)結(jié)論:為了有可比性,我們應(yīng)數(shù)垂直于單位面積的磁感線條數(shù),即B⊥S。板書:定義、單位、矢標(biāo)性*舉例強(qiáng)調(diào)凈條數(shù)設(shè)計意圖:層層設(shè)問,降低難度【類比得出勻強(qiáng)磁場定義】B處處相同(大小和方向)(2分鐘)【學(xué)生閱讀課本資料磁強(qiáng)計】豐富課余知識,加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系,喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。(2分鐘)【磁通量】(4分鐘)電磁學(xué)研究和磁技術(shù)應(yīng)用中只考慮穿過垂直于磁感線的單位面積的磁感線條數(shù)是不夠的,還要關(guān)心總條數(shù),我們就把磁場中穿過磁場某一面積S的磁感線條數(shù)定義為穿過該面積的磁通量。定義例1:如圖所示,在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個圓環(huán),試分析穿過A環(huán)、B環(huán)的磁通量誰大。歸納總結(jié):與功、勢能、矢量對比,加深對磁通量正負(fù)的理解。設(shè)計意圖:加深對凈條數(shù)的理解?!緦嶒炋骄俊苛茉』?,水流模擬磁感線,線圈模擬平面(6分鐘)實驗一:轉(zhuǎn)動淋浴噴頭,改變其噴水方式,穿過線圈平面的水流條數(shù)發(fā)生改變;結(jié)論:磁通量大小與B有關(guān)。實驗二:改變線圈大小,噴水方式不變,穿過線圈平面的水流條數(shù)發(fā)生改變;結(jié)論:磁通量大小與S有關(guān)。實驗三:改變線圈傾斜程度,噴水方式不變,線圈面積不變,穿過線圈平面的水流條數(shù)發(fā)生改變;結(jié)論:磁通量大小與B與S夾角有關(guān),且垂直時最大,平行時為零?!痉治鲇懻摗拷Y(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度定義,得出磁通量表達(dá)式。設(shè)計意圖:演示實驗降低學(xué)生空間想象的難度,為φ的表達(dá)式做好鋪墊。表達(dá)式:φ=BS(B⊥S)(5分鐘)【提出問題】B與S不垂直呢?(課件演示)作S的投影Sn,使Sn⊥B,則φ=BSnOO’BS作B的分量B⊥,使S⊥B⊥,則φOO’BS強(qiáng)調(diào):勿死記硬背單位:1wb=1T·m2磁通量的變化:△φ=φ2-φ1(有符號)△φ=△B·S=B·△S(8分鐘)例2如圖所示,框架的面積為S,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。試求:①框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時,穿過框架平面的磁通量為多少?②若框架繞OO’轉(zhuǎn)過60°,則穿過框架平面的磁通量為多少?③若從圖示位置轉(zhuǎn)過90°,則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少?④若從圖示位置轉(zhuǎn)過180°,則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少?設(shè)計意圖:熟悉φ與B、S關(guān)系;為學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)做好鋪墊。【課堂練習(xí)】課后習(xí)題(5分鐘)【課堂小結(jié)】(2分鐘)請學(xué)生談?wù)劚竟?jié)課的收獲——磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量【布置作業(yè)】(1分鐘)課后習(xí)題;自己設(shè)計一個測B的實驗;設(shè)計意圖:鞏固本節(jié)知識,開放型題目為下一章的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。板書設(shè)計磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量磁感應(yīng)強(qiáng)度定義:方向:單位磁通量:定義符號單位磁通量的變化磁場對通電導(dǎo)線的作用力教學(xué)目標(biāo):1、知識與能力:(1)知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大小F=BIL
;電流方向與磁場方向夾角為θ時,安培力F=BILsinθ。會用左手定則熟練地判定安培力的方向。知道電流表的基本構(gòu)造,知道電流表測電流大小和方向的基本原理,了解電流表的基本特點。2、過程與方法:(1)通過學(xué)生自己探索磁場對電流作用的實驗,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力。通過左手定則的學(xué)習(xí),理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力。通過學(xué)習(xí)電流表的原理,學(xué)會將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際問題中,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。3、情感與價值觀:(1)通過對安培定則的學(xué)習(xí),使得學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力還需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。通過演示實驗及電流表原理的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。教材分析:關(guān)于安培力這一重要內(nèi)容,需要強(qiáng)調(diào):電流方向與磁場方向平行時,安培力具有最小值;電流方向與磁場方向垂直時,安培力具有最大值,其方向可用左手定則判斷。重點、難點及解決辦法重點掌握左手定則。理解磁場對電流的作用大小的決定因素,掌握電流與磁場夾角為θ時,安培力大小為F=BILsinθ。難點:對左手定則的理解及其實際應(yīng)用解決方法以學(xué)生實驗為突破口,引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復(fù)地借助實驗來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景。課時安排1課時五、教具學(xué)具準(zhǔn)備鐵架臺、蹄形磁鐵、線圈、電鍵、電動機(jī)模型各1個,電池2個,導(dǎo)線數(shù)條六、師生互動活動設(shè)計1、教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗,并引導(dǎo)學(xué)生分析、討論磁場方向、電流方向及安培力方向之間的關(guān)系,總結(jié)出左手定則,教師可借助墻角幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間,理解掌握左手定則2、引導(dǎo)學(xué)生思考討論B與L方向成θ角時,此時安培力的大小3、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識分析電流表的工作原理。七、教學(xué)步驟引入:【教師演示】大家觀看電動機(jī)模型,它主要由一個永久磁鐵和一個線圈組成,下面我給電動機(jī)通電,大家注意觀察?,F(xiàn)象:電動機(jī)模型通電,線圈轉(zhuǎn)動【教師演示】下面改變電流方向,大家再認(rèn)真觀察?,F(xiàn)象:線圈轉(zhuǎn)動方向改變【教師提問】為什么電流方向發(fā)生變化線圈的轉(zhuǎn)動方向也會發(fā)生變化呢?學(xué)完這節(jié)課的內(nèi)容,大家就能解釋了。【教師】在前面的學(xué)習(xí)中我們已知道,磁場對通電導(dǎo)線有力的作用,這個力就是安培力?!窘處熖釂枴磕膫€同學(xué)能回答一下安培力的大小及其適用條件?【學(xué)生回答】F=BIL適用條件:1)勻強(qiáng)磁場2)導(dǎo)線與磁場垂直2、安培力的大?。骸窘處熖釂枴课覀冎缹?dǎo)線與磁場垂直時F=BIL,那么大家有沒有想過其他情況下導(dǎo)線所受安培力又如何呢?【學(xué)生解說其思考過的內(nèi)容】【教師歸納】1)當(dāng)I^B,F(xiàn)=BIL2)當(dāng)I//B,F(xiàn)=03)當(dāng)I與B有夾角q時,F(xiàn)=BILsinq,(此時可將B分解成與導(dǎo)線垂直的分量B⊥和與導(dǎo)線平行的分量B∥,其中B⊥=Bsinθ,B∥=Bcosθ,而B∥不產(chǎn)生安培力,導(dǎo)線所受安培力只是B⊥產(chǎn)生的,因此可得F=BILsinθ)3、安培力的方向:安培力是矢量,不僅有大小,也有方向,其大小我們已經(jīng)認(rèn)識了,下面我們來了解一下它的方向?!窘處熖釂枴磕銈冋J(rèn)為導(dǎo)線所受安培力應(yīng)該與何因素有關(guān)?【學(xué)生討論思考后回答】應(yīng)該與磁場方向和電流方向有關(guān)。【教師】下面大家兩個人一組進(jìn)行實驗,按照自己設(shè)計探究方案探究通電導(dǎo)線所受安培力的方向,并歸納總結(jié)其規(guī)律?!菊垉晌煌瑢W(xué)上來為其他同學(xué)演示其探究方案,并歸納總結(jié)】演示實驗時,教師可提醒其應(yīng)注意一下兩個問題:①改變磁場方向,觀察受力方向是否改變。②改變導(dǎo)線中電流的方向,觀察受力方向是否改變。【學(xué)生歸納總結(jié)】安培力的方向既跟磁場方向有關(guān),又跟電流方向有關(guān)【教師小結(jié)】左手定則:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。引入例子:以課室一墻角為例,形象說明磁場方向、電流方向和導(dǎo)線受力方向的關(guān)系。【練習(xí)】左手定則的應(yīng)用:IIIIFF【練習(xí)小結(jié)】從上面的練習(xí)中我們知道,電流方向、磁場方向和安培力方向三者只要任意知道其中兩個,第三個物理量的方向可用左手定則判斷出來?!舅伎加懻摗縄下面大家解釋一下為什么電動機(jī)的電流方向發(fā)生變化,線圈運(yùn)動方向也跟著發(fā)生變化?I【學(xué)生回答】因為線圈在磁場中所受安培力的方向與電流方向有關(guān),當(dāng)磁場方向不變電流方向發(fā)生變化時,線圈受力方向隨之發(fā)生了變化。B∥LB∥LB⊥L中學(xué)實驗所使用的電流表是磁電式電流表,它所依據(jù)的物理學(xué)原理就是安培力與電流的關(guān)系。下面大家先看看這個電表的結(jié)構(gòu),它最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈。觀察的同時,大家思考下面幾個問題:①線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的?②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去?③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強(qiáng)弱?④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向?⑤使用時要特別注意什么?【學(xué)生搶答】:①線圈轉(zhuǎn)動是因為它受到安培力的作用②當(dāng)線圈受力平衡時,將不再轉(zhuǎn)動③電流越大安培力越大,螺旋彈簧的形變也就越大,所以,從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大?、茈娏鞣较蚋淖?,安培力的方向也隨之改變,指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,故根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷被測電流的方向⑤所通電流不能太大5、練習(xí)(見練習(xí)冊)課本P99第一題2)將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中,電流與磁場的方向如圖所示,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列圖中導(dǎo)線受安培力的大小和方向。6、總結(jié)擴(kuò)展:通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了一般情況下安培力大小的求法以及方向的判斷——左手定則,并且簡單了解了磁電式電流表的結(jié)構(gòu)和工作原理,知道在以后使用電流表時注意不要超過其量程。7、小結(jié):{{磁場對通電導(dǎo)線的作用力方法:左手定則{磁場對通電導(dǎo)線的作用力方法:左手定則{安培力的方向安培力的方向:推論:安培力總是垂直于B和I決定的平面推論:安培力總是垂直于B和I決定的平面安培力的大小:F=BILsin安培力的大?。篎=BILsinθ(θ為B與I的夾角結(jié)構(gòu):磁鐵和放在磁鐵兩級間的線圈{結(jié)構(gòu):磁鐵和放在磁鐵兩級間的線圈{磁電式電表磁電式電表原理:通電線圈受安培力作用而轉(zhuǎn)動原理:通電線圈受安培力作用而轉(zhuǎn)動8、作業(yè):課本P100第二、三題《磁場對運(yùn)動電荷的作用》1、說教材《磁場對運(yùn)動電荷的作用》是高中物理人教版選修3—1第三章第5節(jié)內(nèi)容。這節(jié)內(nèi)容是本章的核心知識也是教學(xué)重點。洛倫茲力的方向和大小是本節(jié)教材內(nèi)容的重點。教材的思想體系是:通過提出“電視顯像管中細(xì)細(xì)的電子束為何能使整個屏幕發(fā)光?”和“從宇宙深處射來的帶電粒子為何只在地球兩極引起極光?”兩個問題,激起學(xué)生探索與思考的興趣。通過演示實驗“陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)”讓學(xué)生確信洛倫茲力的存在,發(fā)現(xiàn)洛倫茲力的方向與磁場方向和電荷的運(yùn)動方向都有關(guān)系,推斷洛倫茲力的方向可以依照左手定則來判斷。通過“思考與討論”中提出的邏輯線索,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。通過旁批揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。(5)通過對洛倫茲力的學(xué)習(xí)讓學(xué)生了解電視顯像管的工作原理。因此,教材的主體思想是,經(jīng)過科學(xué)猜想、邏輯思維、實驗證實、歸納討論的過程,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生研究物理問題的方法和思維能力的目的。2、說教學(xué)目標(biāo)根據(jù)教學(xué)大綱、教材內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知特征,擬定如下的教學(xué)目標(biāo)(1)實驗?zāi)繕?biāo):經(jīng)歷實驗探究洛倫茲力方向的過程,知道洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直,會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。(2)知識目標(biāo):經(jīng)歷由安培力公式推倒出洛倫茲力公式的過程,由此體會磁場中通電導(dǎo)線所受的安培力實際上是運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。會計算洛倫茲力的大小。知道洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功。知道電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理。(3)能力目標(biāo):通過演示實驗,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。通過推導(dǎo)洛倫茲力公式,培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。(4)德育和情感目標(biāo):讓學(xué)生認(rèn)真體會科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理—假設(shè)—實驗驗證”。(5)教學(xué)重點:用左手定則判斷洛倫茲力的方向;會計算帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中所受洛倫茲力的大小。(6)教學(xué)難點:利用F安=ILB和I=nvSq推導(dǎo)洛倫茲力公式F洛=qvB3、說教學(xué)方法(1)圖片展示:展示電視顯像管中的電子束和極光的圖片,激發(fā)學(xué)生探索與思考的興趣。(2)實驗觀察:為了使學(xué)生通過實驗驗證自己的推理,讓學(xué)生觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn),并推斷出洛倫茲力的方向可用左手定則來判斷。此實驗還是“安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)”的佐證。同時這個演示實驗讓肉眼看不到的電子顯現(xiàn)出徑跡,讓學(xué)生可以親眼觀察磁場使電子徑跡發(fā)生彎曲的現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。利用實驗解決本節(jié)課重點。(3)分析推導(dǎo):通過“思考與討論”提供的邏輯線索讓學(xué)生分組推導(dǎo)和討論各問題,培養(yǎng)學(xué)生的分析和推理能力。利用分組討論突破本節(jié)難點。(4)講練結(jié)合式:在洛倫茲力的方向與大小的規(guī)律上,讓學(xué)生具體問題具體分析,不要死記定則和死套公式,隨時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的錯誤,并引導(dǎo)分析錯誤原因,把教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用結(jié)合起來,鞏固強(qiáng)化有關(guān)知識。(5)知識的應(yīng)用:通過電視顯像管的工作原理的學(xué)習(xí),使學(xué)生深深體會到物理知識與科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系。4、說學(xué)法指導(dǎo)“授之以魚不如授之以漁”,“教是為了不教”。現(xiàn)代教育更重視在教學(xué)過程中對學(xué)生的學(xué)法指導(dǎo)。在本節(jié)的教學(xué)中,通過實驗和分組討論激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。要注意引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、推理,自己得出結(jié)論,在其中滲透物理學(xué)的分析問題和解決問題的方法,使學(xué)生受到學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練。5、說學(xué)生我們的學(xué)生屬于“學(xué)困族”。基礎(chǔ)知識不扎實,對學(xué)習(xí)缺乏主動性和自信心,分析問題的能力也相對弱一些。故要上好這堂課就要有必要的措施。首先,學(xué)生必須要做課前預(yù)習(xí)(閱讀全文,勾劃重點內(nèi)容,標(biāo)記疑惑點,嘗試完成課后習(xí)題1和2)。其次,效果良好的實驗是引發(fā)他們學(xué)習(xí)激情與欲望的最佳方法。故在課前一定要準(zhǔn)備好實驗儀器,并確保實驗現(xiàn)象明顯,但這并不夠,還需在實驗過程中引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象并記錄情況,而不是看熱鬧。最后,課堂上使用分組討論的方式,讓他們集中討論、互相交流,激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)他們分析問題的能力。6、說教學(xué)程序引入:圖片展示:極光、電視屏幕。(引起學(xué)生的興趣與探索的欲望。)回顧:磁場對電流有作用力。電流是由電荷的定向移動形成的。物理學(xué)規(guī)定:正電荷運(yùn)動的方向為電流的方向。引導(dǎo)學(xué)生猜想:磁場對電流作用力的實質(zhì)可能是磁場對運(yùn)動電荷的作用力。新課教學(xué):用實驗來檢驗這一猜想———演示陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)。介紹陰極射線管:從陰極發(fā)射出來的電子,在陰陽兩極間的高壓作用下,使其加速,形成電子束,轟擊到真空管中的惰性氣體,使惰性氣體發(fā)光,可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡。實驗現(xiàn)象:在沒有外加磁場時,電子束沿直線運(yùn)動;如果把射線管放在蹄形磁體的兩極間,熒光屏上顯示的電子束運(yùn)動的徑跡發(fā)生了彎曲。實驗結(jié)論:運(yùn)動電荷確實受到了磁場力的作用。(板書):一、洛倫茲力——物理上把磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫做洛倫茲力。………………..(時間安排5分鐘)提出問題:怎樣確定電子束的受力方向?磁場方向、電子的運(yùn)動方向及其受力方向有什么關(guān)系?實驗進(jìn)行中:改變磁場方向,找學(xué)生在黑板上記錄電子束的運(yùn)動、偏轉(zhuǎn)情況以及磁場方向。要使陰極射線向上(或向下)偏轉(zhuǎn),讓學(xué)生思考磁場應(yīng)該怎樣放置,并分析電子束打不到正中心的原因。分析論證:在上述具體實驗中,要看到上下方向偏轉(zhuǎn)的電子束,磁場應(yīng)前后方向放置。根據(jù)前面對安培力的實質(zhì)的猜想和安培力方向的判定法則,結(jié)合我們的實驗記錄,概括得到,洛倫茲力方向應(yīng)垂直于電荷運(yùn)動方向和磁場方向,并可用左手定則判斷。(找學(xué)生表述如何用左手定則判斷洛倫茲力的方向,之后發(fā)現(xiàn)問題并糾正,多媒體展示板書)(板書):1、洛倫茲力方向左手定則—伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向正電荷運(yùn)動的方向,這時拇指所指的方向就是運(yùn)動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。說明:①:安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。②:洛倫茲力的方向一定與電荷運(yùn)動方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直,但電荷運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可以成任意角;洛倫茲力、電荷運(yùn)動方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定是兩兩垂直的。(請學(xué)生用左手定則判斷黑板上的記錄,發(fā)現(xiàn)此時黑板上標(biāo)的洛倫茲力方向與我們用左手定則判斷的相反,為什么?學(xué)生思考后回答)③:負(fù)電荷受力方向與正電荷受力方向相反。練習(xí):檢查課后第1題判斷是否正確………….(時間安排10分鐘)思考與討論1:(課本96頁,圖3。5-3)(讓學(xué)生分組討論,4人一組,并將過程寫在紙上,之后將幾組討論結(jié)果通過投影展示給大家,和學(xué)生一起作出評價,并給出正確的推倒。)1)設(shè)導(dǎo)線中每個帶電粒子定向移動的速度都是v,單位體積的粒子數(shù)為n,算出圖3.5-3中的一段導(dǎo)線中的粒子數(shù),這就是在時間t內(nèi)通過截面a的粒子數(shù)。如果粒子數(shù)的電荷量記為q,由此算出q與電流I的關(guān)系。(學(xué)生推出:粒子數(shù):N=nV=nvtS電流強(qiáng)度:I=Q/t=Nq/t=nvSq)2)寫出這段長為vt的導(dǎo)線所受的安培力F安(學(xué)生推出:F安=ILB=nvSqvtB)3)求出每個粒子所受的洛倫茲力F洛(學(xué)生推出:F洛=F安/N=nvSqvtB/nvt
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