教學(xué)設(shè)計課題1.2磁場對運動電荷的作用力課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□實驗探究課□習(xí)題/試卷講評課□課題研究課□學(xué)科實踐活動課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強度、安培力的基礎(chǔ)上對安培力的延續(xù)，即進一步研究通電導(dǎo)線在磁場中受安培力作用的微觀本質(zhì)，重在讓學(xué)生理解什么是洛倫茲力，并掌握洛倫茲力的方向判斷和大小的計算，它也是后續(xù)學(xué)習(xí)帶電粒子在勻強磁場中運動的知識基礎(chǔ)。教材內(nèi)容以實際問題為背景，增加學(xué)生對磁場對運動電荷作用力的興趣和實際應(yīng)用的認識。本節(jié)課在整個電磁學(xué)單元中具有重要地位，為后續(xù)學(xué)習(xí)磁場中的電磁感應(yīng)、電磁波等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)首先從演示實驗入手，認識到運動電荷會受到磁場的作用力，思考安培力與洛倫茲力的關(guān)系，得出洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)，通過建立流體的微觀模型，推導(dǎo)出洛倫茲力大小的表達式，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，在演示實驗中培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗和邏輯推理相結(jié)合的能力。在推導(dǎo)洛倫茲力的過程中，培養(yǎng)學(xué)生模型構(gòu)建的能力和基于模型進行推理的能力，通過分析生活中的實例，掌握用左手定則判斷洛倫茲力的方向，掌握洛倫茲力的大小計算。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了安培力的大小和方向，同時還認識到?jīng)]有電流時就沒有安培力，而電荷的定向移動形成電流，具備一定的知識基礎(chǔ)。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步具備邏輯推理能力，能夠聯(lián)想運動電荷，受到洛倫茲力，學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實驗、觀察、推理的能力。本節(jié)課基于實驗現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生分析判斷，學(xué)生容易達成目標(biāo)。學(xué)生前期已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流的微觀表達式的推導(dǎo)，對于流體模型有基本的認識，對于推導(dǎo)洛倫茲力有正向遷移作用，對于顯像管學(xué)生比較陌生，建議多用圖片和視頻展示，促進學(xué)生生成圖景，加深對知識的理解。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理觀念：通過理論和觀察實驗，了解洛倫茲力，并能夠判斷洛倫茲力的方向方法和計算洛倫茲的大小2.科學(xué)思維：對實驗現(xiàn)象的定性和定量分析并進行科學(xué)推理，找出規(guī)律形成結(jié)論，沿用力學(xué)的分析方法，分析速度與磁場不垂直時，通過矢量分析計算洛倫茲力等思維方法3.科學(xué)探究：通過實驗現(xiàn)象，分析運動的原因，提高分析問題的能力，結(jié)洛倫茲力的大小和理論探究，以提高科學(xué)探究能力4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程，對生活中的物理現(xiàn)象產(chǎn)生興趣，增加對科學(xué)的喜愛學(xué)習(xí)重點難點教學(xué)重點：會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。掌握洛倫茲力大小的計算。教學(xué)難點：洛倫茲力方向的判斷。教學(xué)輔助支持陰極射線管、磁鐵、ppt、多媒體視頻教學(xué)活動設(shè)計過程學(xué)習(xí)內(nèi)容與教師活動學(xué)生任務(wù)/活動設(shè)計設(shè)計意圖及對應(yīng)目標(biāo)達成環(huán)節(jié)一洛倫茲力的方向播放極光的視頻，教師引導(dǎo)極光現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？教師介紹帶電粒子在地磁場的作用下運動方向發(fā)生了改變。引導(dǎo)學(xué)生猜想磁場對運動電荷有力的作用。能否用學(xué)過的知識支持我們的猜想。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)安培力是磁場對通電導(dǎo)線的作用力，而帶電粒子的定向移動形成了電流。磁場對通電導(dǎo)線的作用力可能是作用在大量運動電荷上的作用力的宏觀表現(xiàn)。那么，磁場對運動電荷有作用力嗎？如果有，力的方向和大小又是怎樣的呢？內(nèi)容1演示實驗觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)【情境導(dǎo)入】如圖所示，電子由陰極向陽極運動(向右運動)過程中向下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)(1)在沒有外在磁場時，觀察到電子束運動軌跡是什么樣的？電子束的直線運動說明了什么？(2)蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)運動軌跡發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明什么?（3）再次觀察演示實驗,把磁極對調(diào)，分析實驗現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生猜想洛倫茲力方向跟什么因素有關(guān)。師生共同總結(jié);磁場對運動電荷力的方向與磁場的方向及電荷的運動方向有關(guān)內(nèi)容2洛倫茲力的方向怎樣確定【問題引領(lǐng)】同學(xué)們想一下，在上一節(jié)課中我們是如何確定安培力方向的？洛倫茲力的方向如何判定的？實驗驗證：進一步觀察電子束垂直進入磁場時的偏轉(zhuǎn)方向，并改變磁場方向，在黑板上作圖表示，驗證洛倫茲力的方向也可以用左手定則判定。洛倫茲力的方向-------左手定則1、左手定則：伸開左手，使拇指和其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，這時拇指所指的方向就是該電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。2.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本質(zhì)。3.洛倫茲力跟安培力一樣，遵守左手定則。練習(xí)1:試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受洛倫茲力的方向例2.將含有大量正、負帶電粒子及不帶電粒子的氣體以一定速度垂直于磁場噴入勻強磁場中，它們在磁場中的運動徑跡分成了如圖所示的三束，其中②是直線。則()A①是帶正電的粒子B②是帶正電的粒子C③是帶正電的粒子D③是不帶電的粒子學(xué)生討論猜想極光產(chǎn)生的原因，磁場對運動電荷有力的作用。學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動（不受力），將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲（受力了）猜想成立。學(xué)生猜想洛倫茲力方向可能和磁場方向有關(guān)。學(xué)生猜想洛倫茲力的方向可能也可以用左手定則來判斷學(xué)生思考、討論、交流安培力的方向可以用左手定則來判定。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)洛倫茲力方向的判斷-左手定則的內(nèi)容。小組討論展示結(jié)果學(xué)生對宇宙的秘密比較向往，通過美麗的極光吸引學(xué)生的注意力及其疑問引發(fā)思考，從而創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情景導(dǎo)入新課使學(xué)生對安培力和洛倫茲力的關(guān)系有一定的心里預(yù)設(shè)，為洛倫茲力的方向和大小的探究打下伏筆。引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實驗現(xiàn)象，并進行理論分析培養(yǎng)學(xué)生分析推理-猜想-實驗驗證-得出結(jié)論的思維方法。通過電流和電荷運動關(guān)聯(lián)，找到使用左手定則判斷運動電荷在磁場受力的方法。能正確應(yīng)用左手定則判斷洛倫茲力方向，提高學(xué)生的分析判斷能力達成目標(biāo)1.2小結(jié)1.F既與B垂直又與v垂直，即垂直于B和v所確定的平面，但B與v不一定垂直.2.洛倫茲力不做功環(huán)節(jié)二洛倫茲力的大小內(nèi)容3、洛倫茲力的大小探究討論【問題】安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，兩者方向判斷方法相同，大小是否也存在某種聯(lián)系呢？能否通過電流受到的安培力導(dǎo)出運動電荷受到的洛倫茲力呢？【問題情境】若有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。求（1）電流強度I。（2）通電導(dǎo)線所受的安培力。（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（4）每個電荷所受的洛倫茲力。師生共同總結(jié)F洛=qvB適用條件：速度方向與磁場方向垂直問題引領(lǐng)：電荷的運動方向與磁場平行時不受力，如果運動方向與磁場方向既不平行也不垂直，洛倫茲力的大小又如何？（教師引導(dǎo)可仿照安培力大小一般式的方法）師生共同總結(jié)：在一般情況下，當(dāng)電荷運動方向與磁感應(yīng)強度方向夾角為θ時，電荷受的洛侖茲力為F=qvBsinθ1）當(dāng)v//B時：F洛=02）當(dāng)v⊥B時：F洛=qvB3）當(dāng)v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ安培力與洛倫茲力的關(guān)系：安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)練習(xí)2:勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力方向?qū)W生思考討論總結(jié)完成推導(dǎo)（1）I=nqsv（2）F安＝ILB＝（nqsv）LB（3）總電荷數(shù)：nsL（4）F洛=FA/nsL=qvB學(xué)生討論推導(dǎo)一般情況下當(dāng)電荷運動方向與磁感應(yīng)強度方向夾角為θ時，電荷受的洛侖茲力學(xué)生小組討論展示結(jié)果結(jié)合教材的思考與討論、根據(jù)學(xué)生的認知規(guī)律將復(fù)雜的問題簡單化，設(shè)置4個小問題讓學(xué)生依次去探究、為學(xué)生提供解決問題的線索，降低解題的難度，鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力，再推導(dǎo)的過程中滲透宏觀世界與微觀世界的聯(lián)系。將安培力的知識遷移到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將安培力和洛倫茲力的大小關(guān)系作對比，既能自然地推導(dǎo)出洛倫茲力的大小問題，又能將洛倫茲力和安培力的處理方法有效統(tǒng)一提高教學(xué)效率。達成目標(biāo)1、2加深學(xué)生對洛倫茲力公式的理解小結(jié)：1.洛倫茲力的方向-左手定則2．洛倫茲力的大小1）當(dāng)v//B時：F洛=02）當(dāng)v⊥B時：F洛=qvB3）當(dāng)v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ環(huán)節(jié)三內(nèi)容三．電子束的磁偏轉(zhuǎn)（一）教師引導(dǎo)：閱讀教材第九頁電子束的偏轉(zhuǎn)認識顯像管結(jié)構(gòu)及工作原理。思考與討論：1.要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏的A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？2.要使電子束打在熒光屏的B點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？3.要使電子束打在熒光屏的位置由B點逐漸向A點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？師生共同總結(jié)：1、主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏組成2．原理：(1)電子槍發(fā)射電子．(2)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)．(3)熒光屏被電子束撞擊時發(fā)光．（二）、電視顯像管的工作原理在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強弱都在不斷變化，這樣光點就可以移動，這技術(shù)叫掃描。我國的電視機每秒要進行50場掃描，所以我們才看到整個屏幕都是亮的。學(xué)生討論1.應(yīng)該加一個向外的磁場2應(yīng)該加一個向里的磁場3先加向里逐漸減弱的磁場，然后再加向外逐漸增強的磁場。通過對電子束次偏轉(zhuǎn)的再思考培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理的能力，是洛倫茲力方向判斷的再次應(yīng)用。課堂小結(jié)1.洛倫茲力的方向2.洛倫茲力的大小3.電子束的磁偏轉(zhuǎn)板書設(shè)計第2節(jié)磁場對運動電荷的作用力一、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的力。1.洛倫茲力的方向-左手定則。2.左手定則內(nèi)容;二、洛倫茲力的大小1）當(dāng)v//B時：F洛=02）當(dāng)v⊥B時：F洛=qvB3）當(dāng)v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθF既與B垂直又與v垂直，即垂直于B和v所確定的平面，但B與v不一定垂直.三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計課本第10頁1、2拓展學(xué)習(xí)：美麗的極光為什么總是出現(xiàn)在兩極特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明考慮到傳統(tǒng)演示實驗的重要性，又存在傳統(tǒng)實驗的演示不清楚，學(xué)生對某些細節(jié)觀察不能很到位的問題，結(jié)合多媒體演示，讓學(xué)生更好的觀察與理解實驗現(xiàn)象。為了讓學(xué)生成為教學(xué)活動的主體，把教學(xué)的重點有學(xué)習(xí)物理知識變?yōu)?/p>