【范文】高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)設(shè)計(jì)

高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是在上一節(jié)安培力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步形成的新的知識(shí)點(diǎn)。重在讓學(xué)生理解什么是洛倫茲力、并掌握洛倫茲力的方向判斷和大小的計(jì)算。它也是后續(xù)學(xué)習(xí)《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)》的知識(shí)基礎(chǔ)。本課教材在提出洛倫茲力的概念后，重在引導(dǎo)學(xué)生由安培力的方向和大小得出洛倫茲力的方向和大小，這種通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論探究洛倫茲力的方向，再由安培力表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式的過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機(jī)會(huì)，一定要讓學(xué)生都參與進(jìn)來(lái)。二、學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》一節(jié)，知道如何判斷安培力的方向以及如何計(jì)算安培力的大小。但對(duì)于安培力產(chǎn)生的原因，卻還不甚清楚。技能基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)具備一定的邏輯推理分析能力，因此本節(jié)課可以引導(dǎo)學(xué)生思考安培力的產(chǎn)生原因，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引入探究式學(xué)習(xí)。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的學(xué)習(xí)永無(wú)止境范文范文學(xué)習(xí)永無(wú)止境學(xué)習(xí)永無(wú)止境方向.2、知道洛倫茲力大小的推理過(guò)程.3、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算.4、了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功.5、了解電視顯像管的工作原理（二）過(guò)程與方法通過(guò)觀察，形成洛倫茲力的概念，同時(shí)明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系，借助洛倫茲力與安培力的關(guān)系，猜想并驗(yàn)證洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷；通過(guò)思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F二qvBsin6。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應(yīng)用——電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀進(jìn)一步學(xué)會(huì)觀察、分析、推理，培養(yǎng)科學(xué)思維和研究方法。認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向.掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算.這一節(jié)承上啟下，是本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：1.洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功.洛倫茲力方向的判斷.五、教學(xué)資源電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體六、教學(xué)設(shè)計(jì)思路根據(jù)對(duì)本節(jié)教材內(nèi)容的分析，結(jié)合學(xué)情和相關(guān)教學(xué)資源本節(jié)課以“情景問(wèn)題猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論推導(dǎo)應(yīng)用鞏固”的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。課前通過(guò)觀看“極光美景”視頻，引出本節(jié)主題。然后借助“陰極射線管”演示實(shí)驗(yàn)指出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。課中借助安培力的方向，讓學(xué)生通過(guò)猜想加驗(yàn)證的方式，學(xué)習(xí)并掌握洛倫茲力方向的判定方法，并進(jìn)一步得出安培力與洛倫茲力的內(nèi)在關(guān)系；借助安培力大小的計(jì)算公式，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)得出洛倫茲力大小的計(jì)算公式。最后通過(guò)練習(xí)加深對(duì)洛倫茲力的理解，并回答引入部分提出的問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中，以演示實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，圍繞難點(diǎn)“洛倫茲力的方向”的理解，通過(guò)情景轉(zhuǎn)換，老師引領(lǐng)、學(xué)生動(dòng)手，同學(xué)互動(dòng)，師生互動(dòng)的方式，讓學(xué)生感受，體驗(yàn)知識(shí)的生成過(guò)程。七、教學(xué)過(guò)程（一）引入視頻欣賞：天文現(xiàn)象——極光提問(wèn)：為什么極光只出現(xiàn)在南北兩極呢？引導(dǎo)：解開(kāi)此謎題的鑰匙就是，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律。［演示實(shí)驗(yàn)］觀察磁場(chǎng)陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)［教師］說(shuō)明電子射線管的原理：說(shuō)明陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場(chǎng)的作用下高速運(yùn)動(dòng)而形成的電子流，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡，磁鐵是用來(lái)在陰極射線周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的，還應(yīng)明確磁場(chǎng)的方向。提示：、沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象。2、光束實(shí)質(zhì)上是什么？3、若在電子束的路徑上加磁場(chǎng)，可以觀察到什么現(xiàn)象？4、改變磁場(chǎng)的方向，通過(guò)觀查從而判斷運(yùn)動(dòng)的電子在各個(gè)方向磁場(chǎng)中的受力方向。［實(shí)驗(yàn)結(jié)果］在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。［學(xué)生分析得出結(jié)論］磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用.引出新課（二）新課講解、物理學(xué)中把磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。（展示洛倫茲介紹資料）2、提問(wèn)：如何探究洛侖茲力呢？引導(dǎo)學(xué)生思考：）、電流怎么形成的？2）、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，兩者間有何關(guān)聯(lián)？進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中為什么會(huì)受力？得出安培力與洛倫茲力的關(guān)系?！菊f(shuō)明】可以根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力而對(duì)未通電的導(dǎo)線沒(méi)有作用力，引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的積累效果。即，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。3、提問(wèn)：既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么，你們覺(jué)得可以如何探究洛倫茲力呢？回答：借助對(duì)安培力的認(rèn)識(shí)，探究洛倫茲力。（1）提問(wèn)：具體怎么探究呢，比如方向？回答：左手定則學(xué)生說(shuō)明猜想理由：如圖，判定安培力方向.（上圖甲中安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛏?，乙圖安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛳拢?電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系.（電流方向和正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，和負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反）?F安的方向和洛倫茲力方向關(guān)系?（F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，和負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向相反?）.電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力方向的關(guān)系.（學(xué)生分析總結(jié)）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想：（回顧陰極射線管實(shí)驗(yàn)）猜想正確！洛倫茲力方向的判斷——左手定則伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向是電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的正方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向?【要使學(xué)生明確】：正電荷運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與左手四指指向一致，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向則應(yīng)與左手四指指向相反。［投影出示練習(xí)題］試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向。［學(xué)生解答］最后，通過(guò)“思考與討論”，說(shuō)明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子總是不做功的。（2）、洛倫茲力的大小現(xiàn)在我們來(lái)研究一下洛倫茲力的大小.通過(guò)下面的命題引導(dǎo)學(xué)生一一回答。設(shè)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S,導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n每個(gè)自由電荷的電量為q,定向移動(dòng)的平均速率為V，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，求：（1）電流強(qiáng)度I。（2）通電導(dǎo)線所受的安培力。（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力。得出洛倫茲力的計(jì)算公式：當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)（）：?jiǎn)栴}:若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng),粒子受到的洛倫茲力又如何呢?引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析:可將磁場(chǎng)分解（類比安培力公式得出方式）得出結(jié)論當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成0時(shí)（v〃B）F=qvBsin0上兩式各量的單位：F為牛（N）,q為庫(kù)倫（c）,v為米/秒（m/s）,B為特斯拉（T）4、課堂練習(xí)、電子的速率v=3X106m/s,垂直射入B=0?10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？（4.8X10-14N）2、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管,若不計(jì)重力,則A.帶電粒子速度大小改變B?帶電粒子速度方向改變c帶電粒子速度大小不變D.帶電粒子速度方向不變（答案：cD）3、電荷量為+q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A.只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B?如果把+q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變c?洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D.粒子的速度一定變化（答案：B）4、來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí)，將A?豎直向下沿直線射向地面B?相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)c?相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)（答案：B）通過(guò)本題進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生作圖分析：為什么極光只出現(xiàn)在地球的兩極？（與課前引入相呼應(yīng)）5、.電視顯像管的工作原理（1）原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理（2）構(gòu)造：由電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等組成（介紹各部分的作用）在條件允許的情況下，可以讓學(xué)生觀察顯像管的實(shí)物，認(rèn)清偏轉(zhuǎn)線圈的位置、形狀，然后運(yùn)用安培定則和左手定則說(shuō)明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。再通過(guò)“思考與討論”，讓學(xué)生弄清相關(guān)問(wèn)題。進(jìn)而介紹電視技術(shù)中的掃描現(xiàn)象。最后讓學(xué)生回憶“示波管的原理”，通過(guò)對(duì)比看看二者的差異。（三）對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié)（四）作業(yè)布置（1）復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容完成“問(wèn)題與練習(xí)”八、板書(shū)設(shè)計(jì)第5節(jié)《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》一．洛倫茲力、洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力的方向：左手定則F丄vF丄B3、洛倫茲力大小：F洛二qVBsin6V丄BF洛二qVBV〃BF洛=04、特點(diǎn)：洛倫茲力只改變力的方向，不改變力的大小，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功二．電視顯像管的工作原理.原理2.構(gòu)造九、教學(xué)反思本節(jié)課利用極光這一神奇的自然現(xiàn)象，通過(guò)陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)引入新課，新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象極大地吸引了學(xué)生的興趣，明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使學(xué)生很容易總結(jié)出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作