高中物理-3706120053教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

PAGE1PAGE《運動電荷在磁場中受到的力》教學設(shè)計一、教學設(shè)計思路本設(shè)計課題是“運動電荷在磁場中受到的力”，人民教育出版社的《普通高中課程標準實驗教科書》（選修3-1），物理第三章第5節(jié)內(nèi)容，該課題放在“通電導線在磁場中受到的力”內(nèi)容之后，意味教材引導教師利用安培力導出洛倫茲力的大小、方向，絕大多數(shù)教師在平時的也是采用此思路展開教學的；但新課程倡導探究式學習，強調(diào)科學與社會、生活實踐的聯(lián)系，強調(diào)對過程和方法的學習，為了讓學生成為教學活動的主體，把教學的重點由學習物理知識變?yōu)樘剿髦R的過程，以情景設(shè)疑讓學生主動思考，鼓勵學生大膽猜想，設(shè)計實驗探究、驗證猜想，得出結(jié)論；其探究過程體現(xiàn)在洛倫茲力方向的判定法則，定性探究洛倫茲力的大小，理論定量探究洛倫茲力的大小，實驗與理論、驗證與探究充分表現(xiàn)在課堂教學設(shè)計中。二、教學目標1.知識與技能目標（1）知道什么是洛倫茲力。（2）會用洛倫茲力解答實際生活中的有關(guān)問題。（3）會用左手定則判斷有關(guān)帶電粒子在磁場中受洛倫茲力方向的問題。2.過程與方法目標（1）通過猜想、實驗探究洛倫茲力的方向研究來培養(yǎng)學生科學思維能力和觀察能力。（2）通過猜想、實驗定量探究洛倫茲力的大小培養(yǎng)學生分析推理能力和應(yīng)用知識的能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標（1）通過“設(shè)問—猜想—探究—推理”來體會科學研究最基本的思維方法。（2）再合作探究的過程中，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作的精神。（3）體會物理學習中的邏輯美，規(guī)律的統(tǒng)一，聯(lián)系生活，激發(fā)求知的熱情。三、教學重點（1）洛倫茲力的大小和方向的判定。（2）初步掌握科學探究的過程。四、教學難點（1）左手定則的生成過程及應(yīng)用。（2）實驗定量探究洛倫茲力的大小。五、教具圓形磁鐵、有顯像管的電視機、自治旋轉(zhuǎn)液體實驗裝置、顯像管、多媒體設(shè)備六、教學過程（一）課題引入創(chuàng)設(shè)情景、設(shè)置疑問師：在上課前，讓我們一起做一個有趣的實驗，即通過攝像頭把這位同學的圖像送到了電視機里，我把這根“魔盒”靠近熒光屏（稍停頓），與剛才相比發(fā)生了什么新的現(xiàn)象呢？生（預測）：變形了或走樣了或側(cè)移了……師：魔盒真有這樣的魔力嗎？（動作：拿出磁鐵，吸引鐵釘）這是什么？生（預測）：磁鐵。師：為什么磁鐵靠近電視機，就會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？帶著這個問題，今天我們一起學習《運動電荷在磁場中受到的力》（動作：關(guān)閉電視機電源開關(guān)）【設(shè)計說明】從生活中發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)熱情，引入新課。（二）新課教學師：上節(jié)課已經(jīng)學習了《電導線在磁場中受到的力》，請同學們猜一猜運動電荷在磁場中是否會受到的力呢？（課件展示：問題1）生（預測）：有、不一定有……師：物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，要用實驗去探究同學們的猜想是否正確，我們需要磁場和運動電荷，今天我給同學們帶來一套自制實驗裝置：這是一個圓形塑料容器，中間是一碳棒，四周是一鐵環(huán)，如果碳棒和鐵環(huán)分別與電源的正負極連接，則就形成一個輻射電場（課件展示），再向容器內(nèi)倒入碳酸鈉溶液，碳酸鈉被電離成可自由移動的鈉離子和碳酸根離子，先以鈉離子為研究對象，則鈉離子將在電場的作用下由中間向四周沿著做定向運動，于是，就獲得了鈉離子；對于磁場可由容器底部的環(huán)形磁鐵提供，下面同學們按照導學案上的實驗步驟和組內(nèi)分工，進行實驗去探究運動電荷在磁場中是否會受到力的作用。生：分組進行實驗師：同學們已完成實驗操作，哪位同學能代表你組展示實驗記錄結(jié)果？生（預測）：液體旋轉(zhuǎn)了或運動電荷在磁場受到了力作用。師：是由于磁場對鈉離子有力的作用，使鈉離子旋轉(zhuǎn)，于是液體也就轉(zhuǎn)動了。師：像這種運動電荷在磁場中受到的力，在物理學上，叫：洛倫茲力（板書：一、洛倫茲力）,這是以荷蘭物理學家洛倫茲力名字命名的（課件展示：洛倫茲和洛倫茲力）【設(shè)計說明】1.將猜想與假設(shè)、方案設(shè)計、實驗操作、結(jié)果分析、得出結(jié)論這一完整的實驗探究過程作呈現(xiàn)，告訴學生實驗在物理學學習過程中的重要性；2.利用自治儀器，學生分組做“旋轉(zhuǎn)液體”實驗，來引導學生探究運動電荷在磁場中確實受到的力，給學生耳目一新的感覺，并由學生自己動手實驗探究得到結(jié)論，對于他們各方面能力都有所提高。師：我們知道，力是矢量，有大小和方向，結(jié)合剛才的實驗和已有的知識，請再猜一猜：洛倫茲力的方向與哪些因素有關(guān)呢？（課件展示：問題2）生（預測）：與磁場的方向有關(guān)，與運動電荷的速度方向有關(guān)……（副板書）師：要研究這樣一量和多量的關(guān)系，用什么方法？生（預測）：控制變量法師：讓我們回到剛才的實驗，如何獲得這三個物理量的方向呢？（課件展示）生（預測）：根據(jù)正負接線柱可以知道速度的方向根據(jù)磁場的N極和S極可以知道磁場的方向根據(jù)液體的旋轉(zhuǎn)方向可以知道力的方向……師：為了便于記錄實驗結(jié)果，請大家看我的示范：這是鮮花泥，放在紅線的上方，如果速度方向由碳棒沿紅線指向邊緣，則這樣插上帶有速度方向的薄片；如果磁場方向垂直于容器底部向上，則插上帶有磁場方向的薄片；如果液體逆時針轉(zhuǎn)動，則這樣插上帶有力方向的薄片，好的，根據(jù)實驗步驟和組內(nèi)分工，開始實驗。生：分組進行實驗師：指導學生進行實驗師：我看同學們已完成實驗操作，請各小組到前面來展示你們組的實驗記錄結(jié)果，讓力的方向指向同學們生：四組代表到前面展示記錄結(jié)果，師：看看剛才的猜想洛倫茲力的方向與B的方向、v的方向有關(guān)是否正確？生（預測）：正確，因為如果改變磁場的方向或改變電荷運動速度方向，力的方向會發(fā)生變化……師：好的，那三者存在怎樣的空間關(guān)系？生（預測）：三者兩兩垂直關(guān)系師：這樣看起來比較麻煩，可用什么簡潔的方法體現(xiàn)這三者的方向關(guān)系呢？生（預測）：左手定則，（可能會有伸右手的，如果有伸右手的，就請伸右手的學生展示描述）師：那你如何把這三個量的方向在左手上體現(xiàn)呢？生（預測）：磁場方向垂直過掌心，四指指向正電荷（鈉離子）的運動方向，大拇指指向洛倫茲力的方向，師：好的，這種判斷方法稱為“左手定則”（板書：二、方向判定法則：左手定則）師：這是我們以鈉離子為研究對象總結(jié)出的法則，如果以碳酸根離子為研究對象，能得到判定法則嗎？生（預測）：只需將四指的指向負電荷（碳酸根離子）運動的反方向即可，師：課件展示左手定則的完整內(nèi)容【設(shè)計說明】1.將猜想與假設(shè)、方案設(shè)計、實驗操作、結(jié)果分析、得出結(jié)論這一完整的實驗探究過程作呈現(xiàn)，再次告訴學生實驗在物理學學習過程中的重要性；2.學生又分組做“旋轉(zhuǎn)液體”實驗，基于實驗現(xiàn)象引導學生探究得出洛倫茲力的方向與速度方向、磁場方向存在一定關(guān)系，讓學生找到左手可以表示這些關(guān)系，左手定則就這樣出現(xiàn)，而非類比安培力；潛移默化的告訴學生這僅僅是一種表示方法。3.由于學生動手實驗?zāi)芰赡茌^弱，再加上利用控制變量法、等效替換法等，學生可能感到比較困難。師：既然洛倫茲力也用左手定則去判斷，那么它和安培力有什么聯(lián)系嗎？（課件展示）生（預測）：宏觀和微觀關(guān)系……師：板書：三、洛倫茲力和安培力本質(zhì)相同微觀本質(zhì)宏觀體現(xiàn)師：既然安培力和洛倫茲力本質(zhì)相同，那么為什么不叫安培力而叫洛倫茲力呢？師：前后相差70多年時間，物理學每向前進步一點點，都是很不容易的……【設(shè)計說明】簡介物理學史，提升課堂內(nèi)涵，進而落實情感態(tài)度價值觀目標。師：探討了方向，請問洛倫茲力大小與哪些因素有關(guān)呢？（課件展示）生（預測）：與v大小有關(guān)，與B強弱有關(guān)，q，m……師：再次回到剛才的實驗，磁場的強弱可用磁體的大小產(chǎn)生的磁場知道，速度的大小可用電壓大?。妶龅膹娙踔溃┲?，按照學案上實驗步驟和組內(nèi)分工進行實驗去定性探究猜想是否正確。生：分組進行實驗師：指導學生進行實驗師：同學們已完成實驗操作，哪位同學能代表你組展示實驗記錄結(jié)果？生（預測）：展示實驗記錄結(jié)果，定性介紹如果運動電荷速度確定，磁場越強洛倫茲力越大；如果磁場強弱確定，運動電荷速度越大洛倫茲力越大。師：那它們之間究竟存在怎樣的定量關(guān)系呢？師：展示課件：有一端長為L的通電導線，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向運動的平均速率為v，把這段導線垂直地放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求：每個自由電荷受到的洛侖茲力f的大小?（1）寫出這段導線中的電流I的微觀表達式（用n、q、S、v表示）（2）寫出這段導線所受到的安培力F的表達式（3）這段導線中運動電荷的總數(shù)N為多少？（4）導線中所有定向運動自由電荷所受洛倫茲力f總體效應(yīng)表現(xiàn)為導線所受到的安培力F，寫出f的表達式（用q、v、B表示）生：認真閱讀，仔細思考，組內(nèi)討論，展示理論探究過程。師：板書：四、f=qvB師：公式成立的條件是？生（預測）：v和B垂直關(guān)系師：如果不垂直呢？生（預測）：f=qvBsinθ【設(shè)計說明】由實驗定性探究到理論定量探究，引導學生自主生成洛倫茲力大小的計算公式。師：大家請看這是電視機顯像管原理示意圖（課件展示），簡介電視機顯像管原理示意圖。師：現(xiàn)在大家能知道圖像變形、偏移的原因了嗎？師生互動：完成對電視機熒光屏中圖像偏移、變形的分析?！驹O(shè)計說明】再回到新課的開始，呼應(yīng)開頭，回歸到生活，解決生活的實際問題，激發(fā)學習熱情。師(課堂小結(jié))：哪位同學能對本節(jié)課進行總結(jié)？生（預測）：在知識的層面，在知道運動電荷在磁場中確實受到力的作用，這個力叫做洛倫茲力，同時知道洛倫茲力的方向如何判斷，大小如何計算。師：課后思考：1.f=qvBsinθ的速度v是相對于什么參考系的？2.安培力可對磁場中通電導線是做功，既然洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)，那么洛倫茲力對運動電荷也做功嗎？七、板書設(shè)計運動電荷在磁場中受到的力一、洛倫茲力二、洛倫茲力和安培力的本質(zhì)相同三、方向判斷方法：左手定則四、大小f=qvBsinθ五、應(yīng)用

《運動電荷在磁場中受到的力》學情分析

本節(jié)課對于學生來說是一節(jié)理解比較困難的新課，幸好有安培力的知識作為鋪墊，學生已經(jīng)具備了“左手定則”的知識，已經(jīng)較好的掌握了如何判斷安培力的方法，為本節(jié)課做了很好的鋪墊。應(yīng)用生活中的知識對這個年齡的學生具有很強的好奇心和求知欲，不過，學生在抽象思維能力及分析概括能力方面還有一定的欠缺。在授課的過程中應(yīng)該注意引導，注意細節(jié)的把握。<<運動電荷在磁場中受到的力>>:本節(jié)課題是“運動電荷在磁場中受到的力”，人民教育出版社的《普通高中課程標準實驗教科書》（選修3-1），物理第三章第5節(jié)內(nèi)容，該課題放在“通電導線在磁場中受到的力”內(nèi)容之后，意味教材引導教師利用安培力導出洛倫茲力的大小、方向，絕大多數(shù)教師在平時的也是采用此思路展開教學的；但新課程倡導探究式學習，強調(diào)科學與社會、生活實踐的聯(lián)系，強調(diào)對過程和方法的學習，為了讓學生成為教學活動的主體，把教學的重點由學習物理知識變?yōu)樘剿髦R的過程，以情景設(shè)疑讓學生主動思考，鼓勵學生大膽猜想，設(shè)計實驗探究、驗證猜想，得出結(jié)論；其探究過程體現(xiàn)在洛倫茲力方向的判定法則，定性探究洛倫茲力的大小，理論定量探究洛倫茲力的大小，實驗與理論、驗證與探究充分表現(xiàn)在課堂教學中。以上是目標在課堂上基本完全達成，個人認為很成功?！哆\動電荷在磁場中受到的力》教材分析牟平一中：《運動電荷在磁場中受到的力》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重點。教材的主體思想是，經(jīng)過科學猜想、邏輯思維、實驗證實、歸納討論的過程，以達到培養(yǎng)學生研究物理問題的方法和思維能力的目的。

教學目標

知識目標

1、會計算洛倫茲力的大小。

2、知道洛倫茲力對運動電荷不做功。

3、知道電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理

能力目標

通過演示實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力。

通過推導洛倫茲力公式，培養(yǎng)學生的分析推理能力。

情感態(tài)度目標：讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法：“推理—假設(shè)—實驗驗證”。

教學重點和難點

重點：用左手定則判斷洛倫茲力的方向；

計算帶電粒子進入勻強磁場中所受洛倫茲力的大小。

難點：推導洛倫茲力公式F=qvB3.5《運動電荷在磁場中受到的力》當堂檢測A組（反饋練）1.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是（C）第1題第1題2．如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖,如果粒子所具有的速率v=E/B那么()第2題A．帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進入場區(qū),才能沿直線通過第2題B．帶負電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進入場區(qū),才能沿直線通過C．不論粒子電性如何,沿ab方向從左側(cè)進入場區(qū),都能沿直線通過D．不論粒子電性如何,沿ba方向從右側(cè)進入場區(qū),都能沿直線通過3．一束帶電粒子沿水平方向飛過靜止的小磁針的正上方，小磁針也是水平放置，這時小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是（）A．由北向南飛行的正離子束B．由南向北飛行的正離子束第4題C．由北向南飛行的負離子束D．由南向北飛行的負離子束第4題4.如圖所示，空間有磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力），則在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應(yīng)是（）A．B/v，方向豎直向上B．B/v，方向水平向左C．Bv，垂直紙面向里D．Bv，垂直紙面向外第5題5.如圖所示，一導電金屬板置于勻強磁場中，當電流方向向上時，金屬板兩側(cè)電子多少及電勢高低，判斷正確的是（）第5題A．左側(cè)電子較多，左側(cè)電勢較高B．左側(cè)電子較多，右側(cè)電勢較高C．右側(cè)電子較多，左側(cè)電勢較高D．右側(cè)電子較多，右側(cè)電勢較高B組（拓展練）1.來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將（）A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預定點稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對于預定點稍向北偏轉(zhuǎn)第2題2．如圖所示，是電視機的像管的結(jié)構(gòu)示意圖。熒光屏平面位于坐標平面xoy，y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運動打到坐標原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個亮點。當在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場(偏轉(zhuǎn)磁場),亮點將偏離原點0而打在x軸上的某一點,偏離的方向和距離大小依賴于磁場的磁感應(yīng)強度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運動)，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律是圖中()第2題第2題第2題第3題第3題3．如圖所示，帶電小球在勻強磁場中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來回往復運動，它向左或向右運動通過最低點時（）Ａ．速度相同B．加速度相同C．所受洛倫茲力相同D．軌道給它的彈力相同4．如圖所示，質(zhì)量m=0.1g的小球，帶有q=5×10-4C的正電荷，套在一根與水平方向成θ=37°的絕緣桿上，小球可以沿桿滑動，與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，這個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，求小球無初速釋放后沿桿下滑的最大加速度和最大速度。第4題第4題5．一種測量血管中血流速度的儀器原理圖,如圖所示,在動脈血管兩側(cè)分別安裝電極并加磁場,設(shè)血管直徑為2mm,磁場的磁感應(yīng)強度為0.080T,電壓表測出電壓為0.01V,則血流速度大小為多少?第5題第5題【練案答案】當堂檢測A組（反饋練）1.C；2.AC；3.AD；4.C5.BB組（拓展練）1.C2.A3.B4.6m／s29.2m／s5.625m/s《運動電荷在磁場中受到的力》教學反思一直以為蛻變需要經(jīng)過如煉獄般灼熱的考驗，其實在我看來，更像是一種溫暖的自由。從蛹到繭，再到成蝶，每一步既艱難又扎實，帶著溫暖的關(guān)懷，走向自由翱翔的藍天。一節(jié)好課的標準是什么，教師要呈現(xiàn)給學生的是知識？思想？方法？如何來呈現(xiàn)，如何實現(xiàn)學生目標的達成，如何來檢測學生的所學?在教學設(shè)計的過程中一直在困擾著我。如何在一節(jié)課上把這些都自然，完美的統(tǒng)一，變成學生的內(nèi)化，就要求自己對教學內(nèi)容的內(nèi)涵，外延，應(yīng)該非常清晰和了解。在教學過程中通過教學環(huán)節(jié)的設(shè)計把這些悄悄地教給學生，則教學設(shè)計就顯得尤為重要。結(jié)果為過程按照教材和大綱的要求，本節(jié)課學生只要會用左手定則來判斷洛倫茲力的方向，會用F=qVB來計算洛倫茲力的大小就已經(jīng)達到了教學目的，教材上有些知識內(nèi)容沒有介紹推理過程，是直接給出的。為了讓學生成為教學活動的主體，為此，在這節(jié)課的教學設(shè)計中，我改“講”為“學”，把教學目標的重點由學習具體的物理知識變?yōu)樘剿髦R的過程.教材直接給出了洛倫茲力用左手定則來判斷，在處理這部分內(nèi)容時，我以判斷安培力的左手定則為切入點，啟發(fā)學生去分析探索實驗、去發(fā)現(xiàn)總結(jié)規(guī)律，由電流的方向與正電荷的定向移動方向相同，得出運動電荷所受洛倫茲力的方向也可用左手定則來判斷這一結(jié)論。避免了學生在聽講過程中被動地被拖著走的現(xiàn)象，而不需要再一次把洛倫茲力作為一個完全全新的力再次探究，學生能主動思考，自覺成為發(fā)現(xiàn)知識的主體。在推導洛倫茲力大小F=qVB時，把推導過程大膽地交給學生，通過知識再現(xiàn)、設(shè)疑提問和學生討論等方法，實現(xiàn)知識遷移，再通過學生板演點評學生的推導過程，得出關(guān)系式F=qVB，使學生從老師的評價中得到啟發(fā)，受到激勵，實現(xiàn)引導學生主動學習的目的。把結(jié)果變成教學過程的動態(tài)延伸，這不僅給學生提供了積極思維的時間和空間，而且在探索知識的過程，培養(yǎng)了學生具有掌握知識、分析知識、更新知識的能力。實驗為載體物理學科的教學離不開實驗的探究和驗證，實驗一定要簡單明了，能說明問題，而不能讓學生造成新的疑惑。我從書本實驗，陰極射線管中的電子流在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)而說明磁場對運動電荷存在作用力，引出課題，非常直觀。通過與安培力的對比得出是否可以用相同的方法來研究洛倫茲力的方向，再用陰極射線管來驗證，再總結(jié)歸納左手定則，使學生帶著目的去聽課，去解決問題，而不盲目。在研究洛倫茲力大小的時候，通過亥姆赫茲線圈來演示垂直的時候受力做大，平行的時候不受力，效果明顯。在最后講應(yīng)用的時候，把電視機拆開，讓學生看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，看到不加磁場時粒子打在屏上為一個亮點，加磁場后開始偏轉(zhuǎn)。學生興趣很濃。實驗?zāi)芎芎玫陌牙碚摵褪聦嵔Y(jié)合，使學生理解物理更透徹。三、問題為紐帶課堂提問是一種由教學目標決定的，有目的有計劃的重要教學手段，好的提問能集中學生的思維并使教學有序有效地朝著教學目標發(fā)展，相反，問題缺乏思維的啟發(fā)性和針對性，提出的問題過頻過急而使