1.2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二物理同步備課系列（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）

1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二物理同步備課系列（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）一、課程基本信息

1.課程名稱：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二（1）班

3.授課時(shí)間：2022年9月20日上午第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀四個(gè)方面。通過學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，使學(xué)生建立起電磁學(xué)的基本觀念，掌握電場(chǎng)和磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和規(guī)律。在科學(xué)思維方面，要求學(xué)生能夠運(yùn)用物理規(guī)律分析和解決實(shí)際問題，提高邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。在科學(xué)探究方面，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析和解決問題的能力。在科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀方面，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的重要性，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的熱愛和責(zé)任感。三、學(xué)情分析

在教學(xué)“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力”這一章節(jié)之前，我們需要對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行深入分析，以便更好地制定教學(xué)策略。以下是對(duì)高二（1）班學(xué)生的學(xué)情分析：

1.學(xué)生層次：高二（1）班的學(xué)生在物理學(xué)科上整體水平較高，有一定的物理基礎(chǔ)和理解能力。他們?cè)诔踔须A段已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)電場(chǎng)有了初步的認(rèn)識(shí)。然而，由于學(xué)生之間的個(gè)體差異，他們對(duì)物理概念的理解和掌握程度存在一定的差異。

2.知識(shí)、能力、素質(zhì)方面：大部分學(xué)生能夠理解和掌握物理概念，具備一定的分析問題和解決問題的能力。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作方面較為熟練，能夠進(jìn)行簡單的物理實(shí)驗(yàn)。然而，部分學(xué)生在數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理方面存在一定困難，這可能會(huì)影響到他們對(duì)“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力”這一章節(jié)的理解和掌握。

3.行為習(xí)慣：高二（1）班的學(xué)生整體上學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，能夠按時(shí)完成作業(yè)。然而，部分學(xué)生在課堂上注意力不夠集中，容易走神。此外，他們?cè)谡n下自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和精力有限，對(duì)課外知識(shí)的拓展和深入理解不足。

4.對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：由于學(xué)生對(duì)物理概念的理解和掌握程度存在差異，教師需要采用分層教學(xué)，針對(duì)不同水平的學(xué)生制定不同的教學(xué)策略。對(duì)于注意力不集中的學(xué)生，教師可以通過提問、討論等方式提高他們的參與度。同時(shí)，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外閱讀和自主學(xué)習(xí)，拓寬他們的知識(shí)面，提高他們的物理素養(yǎng)。四、教學(xué)方法與策略

在教授“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力”這一章節(jié)時(shí)，我將采用以下教學(xué)方法與策略，以提高學(xué)生的參與度和理解程度：

1.講授與討論相結(jié)合：在課堂上，我將通過講授的方式向?qū)W生介紹磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的基本概念和原理。同時(shí)，我將鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，提出問題并分享自己的觀點(diǎn)。這種方法有助于提高學(xué)生的思考能力和批判性思維。

2.實(shí)驗(yàn)探究：我將安排一次實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以直觀地理解磁場(chǎng)的性質(zhì)和作用力的大小，從而加深對(duì)知識(shí)的理解。

3.角色扮演：我將組織一次角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生扮演科學(xué)家或工程師，解決實(shí)際問題。這種活動(dòng)可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通技巧，同時(shí)加深他們對(duì)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的理解。

4.項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：我將設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目，讓學(xué)生分組合作完成。項(xiàng)目將包括設(shè)計(jì)一個(gè)磁場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)或解決一個(gè)實(shí)際問題。通過項(xiàng)目，學(xué)生可以提高自己的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)加深對(duì)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的理解。

5.使用教學(xué)媒體和資源：我將使用PPT、視頻和在線工具等教學(xué)媒體和資源，以幫助學(xué)生更好地理解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。這些資源可以提供直觀的圖像和動(dòng)畫，幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力這一主題。

過程：教師通過展示一些生活中的電磁現(xiàn)象，如電動(dòng)機(jī)、電磁鐵等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的物理原理。然后，教師簡要介紹磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的概念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生了解磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，如磁場(chǎng)的方向、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力等。

過程：教師通過PPT展示磁場(chǎng)的概念和基本性質(zhì)，講解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的基本原理。教師可以使用動(dòng)畫和實(shí)例來幫助學(xué)生理解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的方向和大小。

3.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（20分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的計(jì)算方法和應(yīng)用。

過程：教師通過實(shí)驗(yàn)演示磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，讓學(xué)生觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。然后，教師講解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的計(jì)算方法，并讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和批判性思維能力。

過程：教師將學(xué)生分成小組，每組討論一個(gè)與磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力相關(guān)的問題。學(xué)生可以提出自己的觀點(diǎn)和解決方案，然后與其他小組分享和討論。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的表達(dá)能力和自信心。

過程：每個(gè)小組選擇一個(gè)代表進(jìn)行課堂展示，展示他們的討論結(jié)果和解決方案。其他學(xué)生和教師對(duì)展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和討論。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。

過程：教師對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的基本原理和計(jì)算方法。教師可以提問學(xué)生，檢查他們對(duì)知識(shí)的掌握程度，并解答學(xué)生的疑問。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

1.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)

-磁場(chǎng)是一種矢量場(chǎng)，具有方向和大小。

-磁場(chǎng)的方向可以通過磁針的指向來確定。

-磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。

2.洛倫茲力的計(jì)算

-洛倫茲力的方向可以用右手定則來確定。

-洛倫茲力的計(jì)算公式為F=q(v×B)，其中q是電荷量，v是電荷的速度，B是磁場(chǎng)強(qiáng)度。

3.洛倫茲力的應(yīng)用

-洛倫茲力是電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等電磁設(shè)備工作的基礎(chǔ)。

-洛倫茲力可以使運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。

-洛倫茲力可以使運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，如電磁鐵的吸引作用。

4.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力與電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的比較

-電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為庫侖力，其方向與電場(chǎng)方向相同。

-磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力，其方向與磁場(chǎng)方向垂直。

-洛倫茲力的大小可以通過公式F=q(v×B)來計(jì)算，而庫侖力的大小可以通過公式F=qE來計(jì)算，其中E是電場(chǎng)強(qiáng)度。

5.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

-可以通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。

-霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，電流通過導(dǎo)體時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下，導(dǎo)體的一側(cè)會(huì)產(chǎn)生電壓。

6.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的實(shí)際應(yīng)用

-電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的典型應(yīng)用。

-電磁鐵和電磁繼電器也是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的應(yīng)用。

-磁懸浮列車和磁共振成像（MRI）等現(xiàn)代技術(shù)也利用了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。

7.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的數(shù)學(xué)推導(dǎo)

-可以通過麥克斯韋方程組來推導(dǎo)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。

-麥克斯韋方程組描述了電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的關(guān)系，其中包括了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

8.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的對(duì)稱性和不變性

-磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力具有時(shí)間反演不變性，即作用力的方向不受時(shí)間的反演變換影響。

-磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力具有空間反演不變性，即作用力的方向不受空間的反演變換影響。七、課后作業(yè)

1.請(qǐng)簡述磁場(chǎng)的基本性質(zhì)。

答案：磁場(chǎng)是一種矢量場(chǎng)，具有方向和大小。磁場(chǎng)方向可以通過磁針的指向來確定。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。

2.請(qǐng)計(jì)算一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中的洛倫茲力。

答案：設(shè)電荷量為q，速度為v，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，則洛倫茲力F=q(v×B)。

3.請(qǐng)解釋電動(dòng)機(jī)是如何利用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的。

答案：電動(dòng)機(jī)通過使電流在磁場(chǎng)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生力矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

4.請(qǐng)解釋霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)是如何驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的。

答案：霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，電流通過導(dǎo)體時(shí)，在磁場(chǎng)的作用下，導(dǎo)體的一側(cè)會(huì)產(chǎn)生電壓。

5.請(qǐng)描述磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力在電磁鐵中的應(yīng)用。

答案：電磁鐵利用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，通過電流在磁場(chǎng)中產(chǎn)生吸引或排斥作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制。八、教學(xué)評(píng)價(jià)

八、教學(xué)評(píng)價(jià)

1.課堂評(píng)價(jià)

課堂評(píng)價(jià)是了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要手段。通過提問、觀察、測(cè)試等方式，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。

提問：教師可以通過提問的方式了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解程度。例如，教師可以提問學(xué)生磁場(chǎng)的基本性質(zhì)、洛倫茲力的計(jì)算方法、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的應(yīng)用等方面的問題，以檢查學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況。

觀察：教師可以通過觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。例如，教師可以觀察學(xué)生在課堂上的注意力、參與度、實(shí)驗(yàn)操作等方面的情況，以了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的興趣和掌握程度。

測(cè)試：教師可以通過課堂測(cè)試的方式來了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況。例如，教師可以設(shè)計(jì)一些簡單的題目，讓學(xué)生在課堂上完成，以檢查學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

作業(yè)評(píng)價(jià)是檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。教師需要對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評(píng)，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。

批改：教師需要認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，檢查學(xué)生的計(jì)算、解答、實(shí)驗(yàn)操作等方面的情況。對(duì)于學(xué)生的錯(cuò)誤，教師需要指出并給出正確的答案和解釋。

點(diǎn)評(píng)：教師需要對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，給予學(xué)生積極的反饋和鼓勵(lì)。教師可以指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)步，同時(shí)提出改進(jìn)的建議和方向。

反饋：教師需要及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況。教師可以口頭反饋、書面反饋或郵件反饋等方式，與學(xué)生進(jìn)行溝通和交流。

鼓勵(lì)：教師需要鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。教師可以通過表揚(yáng)、獎(jiǎng)勵(lì)等方式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。九、教學(xué)反思

在本節(jié)課的教學(xué)過程中，我深刻反思了自己的教學(xué)方法和策略，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了全面的分析。以下是我的教學(xué)反思：

首先，在課堂導(dǎo)入部分，我通過展示生活中的電磁現(xiàn)象來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)這些現(xiàn)象的理解不夠深入，因此在今后的教學(xué)中，我需要更加注重引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)和思考物理現(xiàn)象，幫助他們建立物理與生活之間的聯(lián)系。

其次，在講授磁場(chǎng)的基本性質(zhì)和洛倫茲力的計(jì)算方法時(shí)，我采用了PPT和動(dòng)畫等教學(xué)資源。這些資源在一定程度上幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。然而，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理方面存在困難。因此，我需要在今后的教學(xué)中更加關(guān)注這部分學(xué)生的需求，通過舉例、講解等方式，幫助他們克服這些困難。

再次，在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，我安排了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這一環(huán)節(jié)的設(shè)置旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。然而，在實(shí)驗(yàn)過程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作不夠熟悉，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。因此，我需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的講解和示范，確保每位學(xué)生都能熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作方法。

此外，在課堂展示與點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，我鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課堂展示，展示他們的討論結(jié)果和解決方案。這一環(huán)節(jié)旨在提高學(xué)生的表達(dá)能力和自信