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)學(xué)情分析教材分析課后反思

《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，認(rèn)識(shí)洛倫茲力。會(huì)判斷洛倫茲力的方向，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小了解洛倫茲力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【過(guò)程與方法】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示、討論、分析，引導(dǎo)學(xué)生在研究洛倫茲力方向的過(guò)程中，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)猜想、邏輯推理、實(shí)驗(yàn)證實(shí)、歸納討論的過(guò)程，2.經(jīng)歷由安培力公式推導(dǎo)洛倫茲力公式的過(guò)程，體會(huì)模型構(gòu)建和演繹推理的方法。經(jīng)歷一般情況下洛倫茲力表達(dá)式的得出過(guò)程，進(jìn)一步體會(huì)矢量分析的方法?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】1.讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中感悟理論與實(shí)踐聯(lián)系的辨證關(guān)系，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2.通過(guò)分析洛倫茲力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合關(guān)系，會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，解決實(shí)際問(wèn)題?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】洛倫茲力的方向判斷，洛倫茲力的大小計(jì)算?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】洛倫茲力表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程一、新課引入前面我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，而電流是大量電荷的定向移動(dòng)，那么磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有沒(méi)有作用力呢？通過(guò)提出問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考。隨后可以播放北極光的視頻，讓學(xué)生感受地磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，然后在課堂上演示陰極射線在磁場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)，這樣學(xué)生就真真切切的感受到了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，這就是洛倫茲力。那么洛倫茲力的方向如何判定呢？二、洛倫茲力的方向【自主探究環(huán)節(jié)一】學(xué)生結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，閱讀教材P7-8頁(yè)內(nèi)容，完成以下知識(shí)填空［演示實(shí)驗(yàn)］觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束_________________，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡______________。［結(jié)論］_______________________________________。教師引導(dǎo)：洛倫茲力方向和磁場(chǎng)方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向有怎樣的關(guān)系呢？同學(xué)們可以借助對(duì)安培力方向的認(rèn)識(shí)，思考探究洛倫茲力的方向?qū)W生活動(dòng)：回顧安培力的方向判定，可以先大膽猜想洛倫茲力方向也用左手定則，然后經(jīng)由邏輯推理，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，歸納討論的過(guò)程，得到洛倫茲力方向的判定方法學(xué)生自主探究完成以下兩項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容1.洛倫茲力方向的判斷——左手定則內(nèi)容：伸開(kāi)__________，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，并使四指指向_______________的方向，那么拇指所指的方向就是________________________的方向。思考：負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受的洛倫茲力如何判定呢？2.你能?chē)L試畫(huà)出以下圖中運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向嗎？【學(xué)生交流展示】學(xué)生上講臺(tái)展示探究成果，并講解上面四幅圖中洛倫茲力的方向判定。（把左手定則的判定過(guò)程展現(xiàn)給同學(xué)們）【隨堂練習(xí)】1.學(xué)生完成課本課后題P10第2題2.每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來(lái)，地球磁場(chǎng)可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái)，在地球磁場(chǎng)的作用下，它將(

)A．向東偏轉(zhuǎn)

B．向南偏轉(zhuǎn)

C．向西偏轉(zhuǎn)

D．向北偏轉(zhuǎn)答案A讓學(xué)生到黑板前講解本題二、洛倫茲力的大小【自主探究環(huán)節(jié)二】教師引導(dǎo)：根據(jù)前面探究得到洛倫茲力的方向也用左手定則來(lái)判斷，安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，而洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，由此可以理解安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)。那么同學(xué)們能否據(jù)此關(guān)系推導(dǎo)出洛倫茲力表達(dá)式呢？學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合教材P8“思考與討論”欄目，自主探究，推導(dǎo)洛倫茲力表達(dá)式學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)1.【啟發(fā)思考大膽猜想】安培力和洛倫茲力有什么關(guān)系嗎？學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)2．【創(chuàng)新思維得出結(jié)論】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。q與I的關(guān)系式是怎樣的？試寫(xiě)出這段長(zhǎng)為vt的導(dǎo)線所受安培力的大小表達(dá)式求出每個(gè)粒子所受力，即洛倫茲力的大小教師引導(dǎo)學(xué)生思考——開(kāi)拓思維：如果帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向不與磁場(chǎng)垂直，二者夾角為θ，那么洛倫茲力的計(jì)算公式應(yīng)該是怎樣的？（溫馨提示：可以類(lèi)比上節(jié)對(duì)于安培力的討論，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)矢量分解的思想）（1）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)（v⊥B），F(xiàn)=___________（2）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成θ時(shí)（v∥B），F(xiàn)=____________學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)3.【鞏固練習(xí)學(xué)以致用】完成教材課后習(xí)題P10第1題［例題］求下圖中各電荷所受洛倫茲力的大小和方向。三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電視機(jī)顯像管的結(jié)構(gòu)，理解顯像管的原理1．構(gòu)造：如圖所示，由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成。2．原理(1)電子槍發(fā)射電子。(2)電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)。(3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。【自主探究環(huán)節(jié)三】學(xué)生結(jié)合教材P9“思考與討論”欄目，回答以下問(wèn)題：要使電子束打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？要使電子束打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？要使電子束打在熒光屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該如何變化？四、洛倫茲力在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用1．速度選擇器教師引導(dǎo)學(xué)生分析教材P11課后習(xí)題第3題：證明帶電粒子具有QUOTEv=EBv=EB時(shí)才能沿著圖示虛線路徑通過(guò)這個(gè)速度選擇器2．磁流體發(fā)電機(jī)教師引導(dǎo)學(xué)生分析教材P11課后習(xí)題第4題，思考回答：（1）A、B板哪一個(gè)是電源的正極？（2）若A、B兩板相距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v垂直于B的方向射入磁場(chǎng)，這個(gè)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)是多大？【課堂小結(jié)】請(qǐng)同學(xué)們回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)，掌握了哪些方法?體會(huì)在科學(xué)技術(shù)中有哪些應(yīng)用？【作業(yè)布置】完成學(xué)案課后習(xí)題鞏固部分【板書(shū)設(shè)計(jì)】1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力一、洛倫茲力的方向1.左手定則2.隨堂練習(xí)二、洛倫茲力的大小1.邏輯推理洛倫茲力表達(dá)式2.例題——計(jì)算洛倫茲力的大小三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)四、洛倫茲力在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用①速度選擇器②磁流體發(fā)電機(jī)本節(jié)課思維導(dǎo)圖如下：《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生上一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，也即安培力，知道安培力的方向應(yīng)用左手定則來(lái)判斷，并且也知道了安培力如何去計(jì)算，那么在此基礎(chǔ)上可以采用類(lèi)比學(xué)習(xí)的方法，引導(dǎo)學(xué)生去分析洛倫茲力的方向。在推導(dǎo)洛倫茲力表達(dá)式的時(shí)候，也可以讓學(xué)生經(jīng)由思考安培力和洛倫茲力的關(guān)系，去探究得到最后洛倫茲力的大小計(jì)算公式。這個(gè)過(guò)程也非常符合學(xué)生在原有的知識(shí)基礎(chǔ)上，經(jīng)由發(fā)散思考而生發(fā)出新的知識(shí)，這也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的課堂知識(shí)目標(biāo)達(dá)成度。技能基礎(chǔ)：學(xué)生在高一學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上有了一定的邏輯推理能力，并且有了一定的應(yīng)用宏觀和微觀的思維能力去解決一些問(wèn)題。因此本節(jié)課在推導(dǎo)洛倫茲力表達(dá)式的時(shí)候，教師可以采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀和微觀的角度去發(fā)現(xiàn)新知識(shí)。總而言之，本節(jié)課遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)他們從已掌握的舊知到去探索發(fā)現(xiàn)新知，采用多種有效教學(xué)方法，貼近學(xué)生學(xué)情，從學(xué)生的視角去探究去推理，學(xué)生的學(xué)習(xí)成效比較好。《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》效果分析本節(jié)課首先以北極光視頻作為引入，激發(fā)學(xué)生好奇心，使學(xué)生對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)充滿期待，產(chǎn)生了濃厚的興趣，然后讓學(xué)生又觀察了電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生切切實(shí)實(shí)的體會(huì)到了運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)受到磁場(chǎng)給它的力，即洛倫茲力，從而達(dá)到了很好的課堂引入效果。在探究洛倫茲的方向時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考洛倫茲力方向和磁場(chǎng)方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系，由學(xué)生自主歸納得到判定洛倫茲力方向的方法即左手定則，學(xué)生的自主探究能力得到了很好的鍛煉。另外，在探究洛倫茲力方向和大小的過(guò)程中，教師通過(guò)啟發(fā)學(xué)生思考安培力和洛倫茲力的關(guān)系，使學(xué)生體會(huì)到了宏觀和微觀的思想，從而確立了安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)這一思想觀點(diǎn)，從而為下一步邏輯推理洛倫茲力表達(dá)式奠定了基礎(chǔ)，學(xué)生感覺(jué)學(xué)的過(guò)程層層深入，學(xué)習(xí)問(wèn)題主線脈絡(luò)清晰，不同層次學(xué)生其探究和邏輯思維能力都得到了充分了訓(xùn)練。取得了不錯(cuò)的課堂教學(xué)效果。《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)反思本節(jié)課的重點(diǎn)是洛倫茲力的方向判定以及洛倫茲力大小的計(jì)算，教學(xué)難點(diǎn)是邏輯推導(dǎo)洛倫茲力表達(dá)式，在新課引入環(huán)節(jié)以播放北極光視頻啟發(fā)學(xué)生思考，然后課堂演示陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)起到了很好的鋪墊作用。在探究洛倫茲力方向和大小這一教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，我更多的采用問(wèn)題啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考洛倫茲力和安培力有怎樣的關(guān)系呢，圍繞這一問(wèn)題線索，讓學(xué)生自己推導(dǎo)出洛倫茲力表達(dá)式，真正發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，以貼近學(xué)生思維的視角，幫助學(xué)生形成知識(shí)體系，讓他們發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含的物理規(guī)律。在這種教學(xué)思想指導(dǎo)下，學(xué)生既保持強(qiáng)烈的好奇心來(lái)學(xué)習(xí)，同時(shí)又勇于探究探索新知內(nèi)容，學(xué)生自己也感受到了自己就是學(xué)習(xí)的主宰者，只要努力把握課堂，積極思考，就能有很大的收獲。我想，這其實(shí)也是我們作為教師感到有成就感的地方吧，那就是我們作為學(xué)生學(xué)習(xí)的啟發(fā)者和引導(dǎo)者，學(xué)生能夠在我們的指引下充分發(fā)揮他們自己的潛能，積極探索，掌握觀察認(rèn)識(shí)世界和學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的方法，在學(xué)習(xí)中學(xué)生不斷的自我成長(zhǎng)?！洞艌?chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教材分析本節(jié)內(nèi)容《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》選自人教版普通高中物理選擇性必修第二冊(cè)第一章第二節(jié)。在第一章第一節(jié)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，會(huì)用左手定則判定安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小。而本節(jié)教學(xué)內(nèi)容就是在前一節(jié)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步形成新的知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)是掌握洛倫茲力的方向判定和洛倫茲力大小的計(jì)算，并為后續(xù)學(xué)習(xí)《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)》做好知識(shí)準(zhǔn)備。教材首先引導(dǎo)學(xué)生由實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論探究得出洛倫茲力的方向，再由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式，這個(gè)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機(jī)會(huì)，一定要讓全體學(xué)生都參與進(jìn)來(lái)。教材通過(guò)“思考與討論”欄目，為學(xué)生探究提出了邏輯線索，能夠很好的指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理。學(xué)習(xí)完洛倫茲力的方向和大小之后，教材后面還設(shè)計(jì)了電子束的磁偏轉(zhuǎn)，學(xué)生通過(guò)分析電視機(jī)顯像管原理，達(dá)到了對(duì)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容的具體應(yīng)用，也充分體現(xiàn)了物理知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系?！洞艌?chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》評(píng)測(cè)練習(xí)一、課堂隨堂練習(xí)及學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)分析1.分析以下圖中運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向這是一道基礎(chǔ)題，考察學(xué)生對(duì)于洛倫茲力方向的判定，會(huì)正確使用左手定則，學(xué)生做題結(jié)果反饋效果還是不錯(cuò)的，都能準(zhǔn)確判定洛倫茲力方向，但是有個(gè)別同學(xué)沒(méi)看清電荷的電性導(dǎo)致出錯(cuò)。2.每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來(lái)，地球磁場(chǎng)可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái)，在地球磁場(chǎng)的作用下，它將(

)A．向東偏轉(zhuǎn)

B．向南偏轉(zhuǎn)

C．向西偏轉(zhuǎn)

D．向北偏轉(zhuǎn)答案A這道題目比較有綜合性，首先學(xué)生得知道地磁場(chǎng)的方向，其次在利用左手定則時(shí)能正確分析出立體空間關(guān)系，能夠很好的考察學(xué)生對(duì)洛倫茲力方向判定的靈活應(yīng)用。學(xué)生出錯(cuò)較多，主要是空間想象分析能力得加強(qiáng)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握分析此類(lèi)題目的方法。3.求下圖中各電荷所受洛倫茲力的大小和方向。本題考察學(xué)生對(duì)于洛倫茲力大小和方向的掌握程度，要能熟練發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)方向，運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)方向和洛倫茲力方向之間的關(guān)系，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。學(xué)生對(duì)于第一幅圖有分析錯(cuò)誤的地方，誤認(rèn)為磁場(chǎng)和速度有夾角30度，而實(shí)際是垂直關(guān)系。二、【課后習(xí)題鞏固】1．電荷q在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．只要速度的大小相同，所受的洛倫茲力就相同B．如果速度不變，把電荷q改為-q，洛倫茲力的方向?qū)⒎聪颍笮〔蛔僀．洛倫茲力的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．粒子在洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和動(dòng)量均不變2．如圖所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通電時(shí)銅板中電流方向向下，由于磁場(chǎng)的作用，則（）A．板左側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)B．板左側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)C．板右側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)D．板右側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)3．帶電粒子（不計(jì)重力）可能所處的狀態(tài)是（）A．在磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài) B．在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做拋體運(yùn)動(dòng) D．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)4．如圖所示，通電豎直長(zhǎng)直導(dǎo)線的電流方向向上，初速為v0的電子平行于直導(dǎo)線豎直向上射出，不考慮電子的重力，則電子開(kāi)始將（）A．向右偏轉(zhuǎn)，速率不變B．向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C．向左偏轉(zhuǎn)，速率不變D．向右偏轉(zhuǎn)，速率改變《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》課標(biāo)分析教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能】通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，認(rèn)識(shí)洛倫茲力。會(huì)判斷洛倫茲力的方向，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小了解洛倫茲力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【過(guò)程與方法】1