2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第1章 安培力與洛倫茲力 2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力教案 新人教版選擇性必修第二冊(cè)

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章安培力與洛倫茲力2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力教案新人教版選擇性必修第二冊(cè)主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力”，該部分內(nèi)容位于2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章“安培力與洛倫茲力”的2節(jié)。具體包括洛倫茲力的產(chǎn)生條件、大小計(jì)算公式，以及磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的方向判斷。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了電流的磁效應(yīng)和磁場(chǎng)的基本概念，對(duì)磁場(chǎng)有一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，學(xué)生也學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)力的概念有深入理解。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠?qū)⒁延兄R(shí)與磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力相結(jié)合，進(jìn)一步拓展知識(shí)體系。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.科學(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)原理分析和解決問(wèn)題的能力，提高他們的科學(xué)思維素養(yǎng)。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，探究洛倫茲力的產(chǎn)生條件和大小的計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。

3.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要性，增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)的熱愛和敬畏之心，培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

4.科學(xué)交流：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極發(fā)言，與同伴討論問(wèn)題，培養(yǎng)他們運(yùn)用物理語(yǔ)言進(jìn)行交流和表達(dá)的能力。學(xué)情分析考慮到本節(jié)課的內(nèi)容涉及到較為復(fù)雜的物理概念和理論，因此，對(duì)學(xué)生層次的要求較高。學(xué)生需要具備一定的物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如電流的磁效應(yīng)、磁場(chǎng)的基本概念等。此外，學(xué)生還需要具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如矢量的運(yùn)算、三角函數(shù)等，以便能夠理解和運(yùn)用洛倫茲力的計(jì)算公式。

在能力方面，學(xué)生需要具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析。同時(shí)，學(xué)生還需要具備一定的科學(xué)探究能力，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，探究洛倫茲力的產(chǎn)生條件和大小的計(jì)算方法。

在素質(zhì)方面，學(xué)生需要具備良好的科學(xué)思維素養(yǎng)，能夠運(yùn)用物理學(xué)原理分析和解決問(wèn)題。此外，學(xué)生還需要具備良好的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，能夠認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要性，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的熱愛和敬畏之心。

在行為習(xí)慣方面，學(xué)生需要具備良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠按時(shí)完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)任務(wù)。同時(shí)，學(xué)生需要具備良好的合作意識(shí)，能夠在課堂上與同伴積極討論問(wèn)題，共同探究問(wèn)題的解決方案。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)器材（如電流發(fā)生器、磁鐵、運(yùn)動(dòng)電荷實(shí)驗(yàn)裝置等）、白板和粉筆。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)、物理教學(xué)資源庫(kù)。

3.信息化資源：物理教學(xué)視頻、動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件、在線互動(dòng)平臺(tái)等。

4.教學(xué)手段：講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、小組合作探究等。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

親愛的同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電流的磁效應(yīng)，了解了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。今天我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，也就是洛倫茲力。請(qǐng)大家打開教材，翻到第1章的第2節(jié)，我們來(lái)共同探究一下洛倫茲力的奧秘。

2.講授新課

首先，我們來(lái)回顧一下洛倫茲力的定義。洛倫茲力是指運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的力。那么，洛倫茲力是如何產(chǎn)生的呢？請(qǐng)大家看教材P23頁(yè)的圖示，我們可以看到，當(dāng)電荷以一定的速度進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)電荷產(chǎn)生一個(gè)力的作用。這個(gè)力的方向如何判斷呢？我們可以運(yùn)用右手定則，具體操作方法請(qǐng)大家參考教材P24頁(yè)的示意圖。

3.案例分析

為了讓大家更好地理解洛倫茲力的應(yīng)用，我們來(lái)看一個(gè)實(shí)例。請(qǐng)大家看教材P27頁(yè)的圖示，這是一個(gè)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情景。根據(jù)右手定則，我們可以判斷出電子所受到的洛倫茲力的方向。同時(shí)，我們還可以利用洛倫茲力的大小計(jì)算公式來(lái)計(jì)算這個(gè)力的大小。通過(guò)這個(gè)實(shí)例，我們可以了解到洛倫茲力在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

4.課堂互動(dòng)

現(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們分成小組，用實(shí)驗(yàn)器材搭建一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)大家觀察并記錄洛倫茲力的方向和大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小組選一名代表來(lái)分享你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和感受。

5.總結(jié)與布置作業(yè)

（1）一個(gè)電子以200m/s的速度進(jìn)入垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，求電子所受到的洛倫茲力的大小。

（2）一個(gè)正電荷以300m/s的速度進(jìn)入與磁場(chǎng)成30°角的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，求正電荷所受到的洛倫茲力的大小和方向。

6.板書設(shè)計(jì)

本節(jié)課的板書設(shè)計(jì)如下：

一、洛倫茲力的定義

二、洛倫茲力的產(chǎn)生條件

三、洛倫茲力的大小計(jì)算公式

四、洛倫茲力的方向判斷方法

五、洛倫茲力的應(yīng)用學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)掌握：學(xué)生們對(duì)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（洛倫茲力）有了深入的理解，掌握了洛倫茲力的產(chǎn)生條件、大小計(jì)算公式以及方向判斷方法。他們能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決相關(guān)的物理問(wèn)題，如計(jì)算洛倫茲力的大小、判斷洛倫茲力的方向等。

2.科學(xué)思維：學(xué)生們通過(guò)學(xué)習(xí)洛倫茲力的概念和理論，培養(yǎng)了自己的科學(xué)思維素養(yǎng)。他們能夠運(yùn)用物理學(xué)原理分析和解決問(wèn)題，提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.實(shí)驗(yàn)操作能力：學(xué)生們?cè)谡n堂互動(dòng)環(huán)節(jié)中，通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)裝置和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)了自己的實(shí)驗(yàn)操作能力。他們能夠正確使用實(shí)驗(yàn)器材，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步理解洛倫茲力的產(chǎn)生和作用。

4.科學(xué)探究能力：學(xué)生們?cè)谛〗M合作探究環(huán)節(jié)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)了自己的科學(xué)探究能力。他們能夠提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，從而得出結(jié)論。

5.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)生們通過(guò)學(xué)習(xí)洛倫茲力的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要性，增強(qiáng)了對(duì)科學(xué)的熱愛和敬畏之心。他們學(xué)會(huì)了用科學(xué)的眼光看待世界，培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

6.交流與合作能力：在課堂互動(dòng)和小組合作探究環(huán)節(jié)中，學(xué)生們積極參與討論，與同伴交流想法，培養(yǎng)了自己的交流與合作能力。他們學(xué)會(huì)了傾聽他人的意見，與他人合作解決問(wèn)題。課后作業(yè)為了鞏固本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)們完成以下作業(yè)：

1.一個(gè)電子以300m/s的速度進(jìn)入垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，求電子所受到的洛倫茲力的大小。

答案：F=qvB=(-1.6×10^-19C)×(300m/s)×(0.5T)=-2.4×10^-17N

2.一個(gè)正電荷以200m/s的速度進(jìn)入與磁場(chǎng)成30°角的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，求正電荷所受到的洛倫茲力的大小和方向。

答案：F=qvBsinθ=(1.6×10^-19C)×(200m/s)×(1T)×sin30°=1.2×10^-17N，方向垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向，向左。

3.一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，粒子的速度為200m/s，求粒子的電荷量。

答案：F=qvB=mv^2/R，其中R為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。由此可得：q=F/(vB)=(mv^2/R)/(vB)=mv/BR=(1kg)×(200m/s)/(0.5T×π×(0.1m)^2)≈2×10^-19C

4.一個(gè)電子以400m/s的速度進(jìn)入垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7T，求電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

答案：F=qvB=(-1.6×10^-19C)×(400m/s)×(0.7T)=-4.48×10^-17N，由牛頓第二定律得：F=ma，即a=F/m=-4.48×10^-17N/(9.11×10^-31kg)≈-4.96×10^14m/s^2，由v=at，得t=v/a=(400m/s)/(4.96×10^14m/s^2)≈8.08×10^-13s

5.一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，粒子的速度為300m/s，求粒子的電荷量。

答案：F=qvB=mv^2/R，其中R為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。由此可得：q=F/(vB)=(mv^2/R)/(vB)=mv/BR=(1kg)×(300m/s)/(1T×π×(0.1m)^2)≈9.55×10^-19C

請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真完成作業(yè)，并仔細(xì)檢查，確保答案的正確性。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置

本節(jié)課的作業(yè)主要圍繞磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（洛倫茲力）的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固。請(qǐng)同學(xué)們完成以下作業(yè)：

（1）請(qǐng)根據(jù)教材P23頁(yè)的圖示，運(yùn)用右手定則判斷一個(gè)電子在磁場(chǎng)中所受到的洛倫茲力的方向。

（2）一個(gè)正電荷以200m/s的速度進(jìn)入垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，求正電荷所受到的洛倫茲力的大小。

（3）一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，粒子的速度為300m/s，求粒子的電荷量。

（4）一個(gè)電子以400m/s的速度進(jìn)入垂直于其運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.7T，求電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

（5）一個(gè)帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，粒子的速度為300m/s，求粒子的電荷量。

請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真完成作業(yè)，并仔細(xì)檢查，確保答案的正確性。

2.作業(yè)反饋

對(duì)于學(xué)生的作業(yè)，我將及時(shí)進(jìn)行批改和反饋。在批改過(guò)程中，我將關(guān)注學(xué)生的解題思路、計(jì)算過(guò)程和答案的正確性。對(duì)于存在的問(wèn)題，我將給出具體的改進(jìn)建議，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。

在反饋中，我會(huì)指出學(xué)生在作業(yè)中常見的問(wèn)題，如計(jì)算錯(cuò)誤、概念理解不深等，并提供相應(yīng)的解決方法。同時(shí)，我還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極提問(wèn)，與同伴交流討論，以提高他們的學(xué)習(xí)效果。

例如，如果學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，我會(huì)指導(dǎo)他們仔細(xì)檢查計(jì)算過(guò)程，注意數(shù)學(xué)運(yùn)算的準(zhǔn)確性。如果學(xué)生對(duì)洛倫茲力的概念理解不深，我會(huì)建議他們?cè)谡n堂上多參與討論，借助實(shí)驗(yàn)觀察來(lái)加深對(duì)洛倫茲力的認(rèn)識(shí)。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.洛倫茲力的定義

①洛倫茲力是指運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的力。

②洛倫茲力的大小計(jì)算公式：F=qvBsinθ，其中q為電荷量，v為電荷的速度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為電荷速度與磁場(chǎng)方向的夾角。

③洛倫茲力的方向判斷方法：運(yùn)用右手定則，根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向確定洛倫茲力的方向。

2.洛倫茲力的產(chǎn)生條件

①電荷必須具有速度。

②電荷必須處于磁場(chǎng)中。

③電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向必須有一定的夾角。

3.洛倫茲力的應(yīng)用

①洛倫茲力在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

②洛倫茲力在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例。

二、實(shí)驗(yàn)觀察與分析

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

①觀察洛倫茲力的產(chǎn)生和作用。

②驗(yàn)證洛倫茲力的大小和方向。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

①搭建實(shí)驗(yàn)裝置，使電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。

②觀察并記錄洛倫茲力的方向和大小。

③分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。

3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

①確保實(shí)驗(yàn)裝置的安全性。

②準(zhǔn)確測(cè)量電荷的速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等參數(shù)。

③注意觀察洛倫茲力的方向和大小，避免主觀臆斷。

三、課堂討論與探究

1.討論話題

①洛倫茲力在生活中的應(yīng)用。

②洛倫茲力與其他力的關(guān)系。

③洛倫茲力的研究對(duì)科學(xué)發(fā)展的意義。

2.探究活動(dòng)

①分組討論，分享各自的觀點(diǎn)和見解。

②進(jìn)行小組合作探究，探討洛倫茲力的本質(zhì)和作用。

③匯報(bào)探究成果，進(jìn)行交流和總結(jié)。

四、作業(yè)布置與反饋

1.作業(yè)內(nèi)容

①運(yùn)用右手定則判斷洛倫茲力的方向。

②計(jì)算洛倫茲力的大小。

③分析洛倫茲力的應(yīng)用實(shí)例。

2.作業(yè)反饋

①及時(shí)批改作業(yè)，指出存在的問(wèn)題。

②給出具體的改進(jìn)建議，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步。

③鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極提問(wèn)，與同伴交流討論。反思改進(jìn)措施（1）引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)實(shí)際操作和觀察，使學(xué)生更直觀地理解和掌握洛倫茲力的概念和應(yīng)用。

（2）運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如動(dòng)畫、視頻等，使抽象的物理概念更加形象化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）采用小組合作探究的方式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論和交流，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和科學(xué)探究精神。

2.存在主要問(wèn)題

（1）部分學(xué)生對(duì)洛倫茲力的概念理解不深，需要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)和輔導(dǎo)。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分學(xué)生操作不當(dāng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)和監(jiān)