2024-2025學年新教材高中物理第1章安培力與洛倫茲力3帶電粒子在勻強磁場中的運動教學設計新人教版選擇性必修第二冊科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學年新教材高中物理第1章安培力與洛倫茲力3帶電粒子在勻強磁場中的運動教學設計新人教版選擇性必修第二冊設計思路嘿，大家好！今天我們要開啟一段物理的奇妙之旅，聚焦于高中物理選擇性必修第二冊的安培力與洛倫茲力這一章節(jié)。我們要探究帶電粒子在勻強磁場中的運動，這是基礎知識，但也很重要哦！咱們會通過生動的實驗、直觀的圖像和深入淺出的講解，讓這些抽象的概念變得觸手可及。讓我們一起飛越物理的星空，感受科學的魅力吧！??????核心素養(yǎng)目標1.理解帶電粒子在磁場中運動的基本規(guī)律。

2.培養(yǎng)學生運用物理模型解決實際問題的能力。

3.提升學生的科學探究素養(yǎng)，通過實驗探究磁場對帶電粒子的作用。

4.增強學生的科學思維，學會分析、推理和數(shù)學建模。教學難點與重點1.教學重點，

①理解洛倫茲力的方向判定方法，包括左手定則的應用。

②掌握帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡，能夠分析粒子在磁場中的運動狀態(tài)，包括圓周運動和直線運動。

③能夠運用數(shù)學工具描述帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律，如速度、加速度和半徑的計算。

2.教學難點，

①洛倫茲力方向的確定，如何幫助學生形成直觀的空間想象力。

②復雜磁場中帶電粒子軌跡的分析，涉及多因素的綜合考慮。

③理論與實驗的結合，如何讓學生通過實驗驗證理論，并從中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。教學方法與策略1.采用講授與實驗相結合的方法，首先通過講解洛倫茲力的基本原理和左手定則，幫助學生建立清晰的概念。

2.設計互動實驗，讓學生親自操作，觀察帶電粒子在磁場中的運動，加深對運動規(guī)律的理解。

3.利用多媒體演示復雜磁場中的粒子軌跡，提高學生對抽象概念的可視化理解。

4.組織小組討論，讓學生分析案例，培養(yǎng)合作學習和問題解決能力。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：同學們，你們有沒有想過，如果宇宙中存在一種看不見的力，能夠讓帶電粒子在空間中轉(zhuǎn)彎，那會是什么樣的景象呢？今天我們就來揭開這個神秘的面紗，探索帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律。

-回顧舊知：在上一節(jié)課中，我們學習了洛倫茲力的概念，知道帶電粒子在磁場中會受到力的作用。今天我們將進一步探討這個力如何影響粒子的運動軌跡。

2.新課呈現(xiàn)（約25分鐘）

-講解新知：首先，我會詳細講解洛倫茲力的方向判定方法，包括左手定則的應用。我會用簡單的例子來展示如何使用左手定則確定力的方向。

-舉例說明：通過展示帶電粒子在磁場中運動的實例，如粒子進入磁場后做圓周運動，讓學生直觀地理解洛倫茲力對粒子運動軌跡的影響。

-互動探究：我會提出問題，引導學生思考，并通過小組討論的方式，讓學生嘗試解釋粒子在磁場中的運動規(guī)律。

3.實驗演示（約10分鐘）

-學生活動：接下來，我會進行一個簡單的實驗演示，展示帶電粒子在磁場中的運動。我會讓學生觀察實驗現(xiàn)象，并提出問題，引導學生思考實驗背后的原理。

-教師指導：在實驗過程中，我會及時給予學生指導和幫助，確保他們能夠理解實驗的目的和原理。

4.練習與應用（約15分鐘）

-學生活動：我會給學生一些練習題，讓他們嘗試應用所學知識解決實際問題。這些問題會涉及不同類型的磁場和粒子，以及不同的初始條件。

-教師指導：在學生解答練習題的過程中，我會巡視課堂，觀察他們的解題思路，并給予必要的幫助。

5.深入探究（約10分鐘）

-學生活動：為了讓學生更深入地理解帶電粒子在磁場中的運動，我會引導他們進行一些更復雜的探究活動，如分析不同磁場強度對粒子運動的影響。

-教師指導：我會提供一些指導性的問題，幫助學生思考，并鼓勵他們通過實驗或計算來驗證自己的猜想。

6.總結與反思（約5分鐘）

-總結：我會回顧本節(jié)課的主要知識點，強調(diào)洛倫茲力在帶電粒子運動中的重要性。

-反思：我會讓學生分享他們在學習過程中的體會，以及他們對于如何更好地理解和應用這些知識的看法。

7.課后作業(yè)（約5分鐘）

-我會布置一些課后作業(yè)，讓學生鞏固所學知識，并提前預習下一節(jié)課的內(nèi)容。知識點梳理1.洛倫茲力的概念：

-洛倫茲力是帶電粒子在磁場中受到的力，其大小與粒子的電荷量、速度和磁感應強度有關。

-洛倫茲力的方向由左手定則確定，即伸開左手，讓磁感線從掌心進入，四指指向粒子運動方向，拇指所指即為洛倫茲力的方向。

2.洛倫茲力的大小計算：

-洛倫茲力的大小可以通過公式F=qvBsinθ計算，其中q為粒子電荷量，v為粒子速度，B為磁感應強度，θ為速度與磁場方向的夾角。

3.帶電粒子在勻強磁場中的運動：

-帶電粒子在勻強磁場中會受到洛倫茲力的作用，其運動軌跡取決于粒子的速度方向和磁場方向。

-當粒子速度與磁場方向垂直時，粒子將做勻速圓周運動，圓周運動的半徑可以通過公式r=mv/qB計算，其中m為粒子質(zhì)量。

4.粒子速度與磁場方向平行時的運動：

-當粒子速度與磁場方向平行時，洛倫茲力為零，粒子將做勻速直線運動，不受磁場影響。

5.粒子速度與磁場方向成任意角度時的運動：

-當粒子速度與磁場方向成任意角度時，粒子將受到洛倫茲力的作用，其運動軌跡為螺旋線。

-螺旋線的半徑和螺距可以通過相應的公式計算。

6.洛倫茲力做功與能量變化：

-洛倫茲力始終與粒子的速度方向垂直，因此洛倫茲力不做功，粒子的動能和勢能保持不變。

7.粒子在磁場中的運動規(guī)律：

-粒子在磁場中的運動規(guī)律可以通過洛倫茲力公式和運動學公式進行描述。

-粒子的運動軌跡、速度、加速度等參數(shù)可以通過相應的公式計算得出。

8.帶電粒子在磁場中的運動應用：

-帶電粒子在磁場中的運動原理可以應用于粒子加速器、磁懸浮列車等領域。

-理解帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律對于研究粒子物理和材料科學具有重要意義。板書設計1.洛倫茲力概念與公式

①洛倫茲力：帶電粒子在磁場中受到的力

②公式：F=qvBsinθ

③變量：q（電荷量），v（速度），B（磁感應強度），θ（速度與磁場方向的夾角）

2.左手定則

①左手定則：伸開左手，磁感線從掌心進入，四指指向粒子運動方向，拇指所指即為洛倫茲力方向

3.帶電粒子在勻強磁場中的運動

①圓周運動：垂直磁場，勻速圓周運動

②公式：r=mv/qB

③變量：r（圓周運動半徑），m（粒子質(zhì)量），q（電荷量），B（磁感應強度）

4.粒子速度與磁場方向平行

①直線運動：平行磁場，勻速直線運動

②洛倫茲力：F=0

5.粒子速度與磁場方向成任意角度

①螺旋線運動：任意角度，螺旋線運動

6.洛倫茲力做功與能量變化

①做功：洛倫茲力不做功

②能量：動能和勢能保持不變

7.粒子在磁場中的運動規(guī)律

①運動軌跡：通過洛倫茲力公式和運動學公式描述

②速度、加速度：通過相應公式計算得出

8.應用與意義

①粒子加速器：應用于粒子物理研究

②磁懸浮列車：應用于交通運輸

③研究領域：粒子物理、材料科學等課后作業(yè)1.作業(yè)題目：一粒電荷量為+2.0×10^-6C的電子以5.0×10^4m/s的速度進入磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，求電子做圓周運動的半徑。

解答過程：

-使用公式r=mv/qB

-將已知數(shù)值代入：r=(9.1×10^-31kg)×(5.0×10^4m/s)/(2.0×10^-6C)×(0.5T)

-計算得出：r≈4.55×10^-2m

2.作業(yè)題目：一個帶電粒子在垂直于其速度方向的勻強磁場中以2.0m/s的速度進入，磁場強度為0.2T，如果粒子的電荷量為-3.0×10^-19C，求粒子的運動軌跡半徑。

解答過程：

-使用公式r=mv/qB

-將已知數(shù)值代入：r=(1.67×10^-27kg)×(2.0m/s)/(-3.0×10^-19C)×(0.2T)

-計算得出：r≈1.11×10^-4m

3.作業(yè)題目：一個帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，已知其半徑為0.1m，速度為10m/s，磁場強度為0.5T，求粒子的電荷量。

解答過程：

-使用公式r=mv/qB，解出q

-q=mv/rB

-將已知數(shù)值代入：q=(1.67×10^-27kg)×(10m/s)/(0.1m)/(0.5T)

-計算得出：q≈3.34×10^-19C

4.作業(yè)題目：一個電子在垂直于其速度方向的勻強磁場中以2.0×10^6m/s的速度進入，磁場強度為0.5T，求電子做圓周運動的周期。

解答過程：

-使用公式T=2πr/v

-首先計算半徑r=mv/qB

-然后計算周期T

-r=(9.1×10^-31kg)×(2.0×10^6m/s)/(1.6×10^-19C)×(0.5T)

-r≈5.68×10^-5m

-T=2π×(5.68×10^-5m)/(2.0×10^6m/s)

-T≈3.57×10^-10s

5.作業(yè)題目：一個帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，已知其周期為0.01s，半徑為0.05m，磁場強度為0.1T，求粒子的質(zhì)量。

解答過程：

-使用公式T=2πr/v和