1.2洛倫茲力教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修第二冊主備人備課成員教材分析1.2洛倫茲力教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修第二冊

本章節(jié)內(nèi)容圍繞洛倫茲力的概念、計算方法及其在電磁場中的應(yīng)用展開。通過分析洛倫茲力的產(chǎn)生原因、公式推導(dǎo)和應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生掌握洛倫茲力的基本概念和計算方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)電磁場理論打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究精神。通過洛倫茲力的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生理解電磁現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，培養(yǎng)邏輯思維和抽象思維能力，增強(qiáng)對科學(xué)原理的實(shí)證意識。同時，提升學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具描述物理現(xiàn)象的能力，增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)情分析高二學(xué)生正處于物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵階段，他們已經(jīng)具備了一定的物理基礎(chǔ)，對電磁學(xué)的基本概念和規(guī)律有一定的了解。然而，在洛倫茲力的學(xué)習(xí)上，學(xué)生可能面臨以下挑戰(zhàn)：

1.知識基礎(chǔ)：學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)了電磁學(xué)的基本概念，但對電磁場中帶電粒子的運(yùn)動規(guī)律理解尚淺，洛倫茲力的引入需要他們在已有知識基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展。

2.能力水平：學(xué)生在分析問題和解決問題時，可能存在邏輯思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)、抽象思維能力有待提高的問題。洛倫茲力的計算和運(yùn)用需要學(xué)生具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和物理思維能力。

3.素質(zhì)培養(yǎng)：學(xué)生需要通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和實(shí)證意識，提高對物理現(xiàn)象的觀察、分析和解釋能力。

4.行為習(xí)慣：部分學(xué)生可能對物理學(xué)習(xí)缺乏興趣，課堂參與度不高，對洛倫茲力的學(xué)習(xí)可能存在畏難情緒。

-聯(lián)系實(shí)際生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。

-通過實(shí)例分析，幫助學(xué)生理解洛倫茲力的概念和計算方法。

-強(qiáng)化數(shù)學(xué)與物理的結(jié)合，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和物理思維能力。

-注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和實(shí)證意識，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《物理魯科版選擇性必修第二冊》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備洛倫茲力相關(guān)的圖片、動畫和視頻，以幫助學(xué)生直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備示波器、電流表、電壓表等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示洛倫茲力的產(chǎn)生。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，并確保實(shí)驗(yàn)操作臺安全、整潔，以便進(jìn)行洛倫茲力實(shí)驗(yàn)演示。教學(xué)過程設(shè)計**導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于粒子在磁場中運(yùn)動的視頻，引發(fā)學(xué)生對帶電粒子在磁場中行為的思考。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考帶電粒子在磁場中為什么會受到力的作用？這種力與電場力有何不同？

3.學(xué)生討論：分組討論，初步探討洛倫茲力的概念和可能的影響因素。

4.總結(jié)：教師總結(jié)學(xué)生的討論結(jié)果，引出洛倫茲力的定義。

**講授新課（20分鐘）**

1.洛倫茲力的定義（5分鐘）：詳細(xì)講解洛倫茲力的定義，包括其數(shù)學(xué)表達(dá)式。

2.洛倫茲力的計算（10分鐘）：通過實(shí)例演示洛倫茲力的計算方法，包括矢量的分解和合成。

3.洛倫茲力的方向（5分鐘）：講解右手定則的應(yīng)用，幫助學(xué)生確定洛倫茲力的方向。

4.洛倫茲力與電場力的比較（5分鐘）：分析洛倫茲力和電場力的異同，強(qiáng)調(diào)洛倫茲力在垂直于速度方向時做功為零的特性。

**鞏固練習(xí)（10分鐘）**

1.實(shí)例分析（5分鐘）：提供幾個洛倫茲力的計算實(shí)例，讓學(xué)生獨(dú)立完成，并互相檢查。

2.小組討論（5分鐘）：分組討論洛倫茲力在實(shí)際問題中的應(yīng)用，如粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡。

**課堂提問（5分鐘）**

1.教師提問：針對洛倫茲力的計算和方向，提出幾個問題，讓學(xué)生回答。

2.學(xué)生提問：鼓勵學(xué)生提出自己對洛倫茲力的疑問，教師進(jìn)行解答。

**師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.教師引導(dǎo)：通過提問和討論，引導(dǎo)學(xué)生深入理解洛倫茲力的概念和計算。

2.學(xué)生展示：選取幾組學(xué)生展示他們的討論結(jié)果和計算過程，其他學(xué)生進(jìn)行評價。

3.教師點(diǎn)評：對學(xué)生的展示進(jìn)行點(diǎn)評，指出優(yōu)點(diǎn)和不足，并提供改進(jìn)建議。

**創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)（5分鐘）**

1.案例分析：分析實(shí)際物理問題中洛倫茲力的應(yīng)用，如粒子加速器中的粒子軌跡設(shè)計。

2.技術(shù)應(yīng)用：討論現(xiàn)代科技中洛倫茲力的應(yīng)用，如磁懸浮列車的工作原理。

**總結(jié)與拓展（5分鐘）**

1.總結(jié)：回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)洛倫茲力的概念和計算方法。

2.拓展：提出一些與洛倫茲力相關(guān)的拓展問題，鼓勵學(xué)生在課后進(jìn)行深入研究。

**用時分配：**

-導(dǎo)入環(huán)節(jié)：5分鐘

-講授新課：20分鐘

-鞏固練習(xí)：10分鐘

-課堂提問：5分鐘

-師生互動環(huán)節(jié)：5分鐘

-創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)：5分鐘

-總結(jié)與拓展：5分鐘

總用時：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識掌握：學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解洛倫茲力的概念，掌握洛倫茲力的數(shù)學(xué)表達(dá)式和計算方法，能夠運(yùn)用右手定則確定洛倫茲力的方向。

2.能力提升：學(xué)生在解決實(shí)際問題時，能夠運(yùn)用洛倫茲力的相關(guān)知識分析粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，提高了分析問題和解決問題的能力。

3.思維訓(xùn)練：通過對洛倫茲力與電場力比較的學(xué)習(xí)，學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力得到鍛煉，能夠從不同的角度思考物理現(xiàn)象。

4.實(shí)踐操作：通過實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生了解了實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，掌握了洛倫茲力實(shí)驗(yàn)的基本操作，提高了實(shí)驗(yàn)操作技能。

5.學(xué)習(xí)興趣：通過實(shí)例分析和技術(shù)應(yīng)用討論，學(xué)生對洛倫茲力的實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動力。

6.核心素養(yǎng)：學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了科學(xué)探究精神、實(shí)證意識、合作能力和創(chuàng)新思維，為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

7.團(tuán)隊(duì)合作：在小組討論和實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生學(xué)會了與他人協(xié)作，提高了溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

8.自我評價：學(xué)生在完成課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告的過程中，學(xué)會了自我評價和反思，提高了自主學(xué)習(xí)的能力。典型例題講解**例題一：計算帶電粒子在磁場中的洛倫茲力**

已知：帶電粒子電荷量q=2.0×10^-6C，速度v=5.0×10^4m/s，磁場強(qiáng)度B=0.5T，帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直。

求：帶電粒子所受的洛倫茲力F。

解：根據(jù)洛倫茲力公式F=qvB，代入已知數(shù)值計算：

F=(2.0×10^-6C)×(5.0×10^4m/s)×(0.5T)=5.0×10^-2N

**例題二：計算帶電粒子在非均勻磁場中的洛倫茲力**

已知：帶電粒子電荷量q=1.5×10^-6C，速度v=3.0×10^5m/s，磁場強(qiáng)度B=0.2T，帶電粒子的速度方向與磁場方向成30°角。

求：帶電粒子所受的洛倫茲力F。

解：首先計算洛倫茲力在速度方向上的分量Fv=qvBsinθ，然后在垂直方向上的分量F⊥=qvBcosθ。將兩個分量合成得到總洛倫茲力F。

Fv=(1.5×10^-6C)×(3.0×10^5m/s)×(0.2T)×sin30°=1.5×10^-2N

F⊥=(1.5×10^-6C)×(3.0×10^5m/s)×(0.2T)×cos30°=1.3×10^-2N

F=√(Fv^2+F⊥^2)=√((1.5×10^-2N)^2+(1.3×10^-2N)^2)=2.5×10^-2N

**例題三：計算帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑**

已知：帶電粒子電荷量q=4.0×10^-6C，速度v=2.0×10^4m/s，磁場強(qiáng)度B=0.3T，帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直。

求：帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑r。

解：根據(jù)洛倫茲力提供向心力的公式F=qvB=mv^2/r，解得軌跡半徑r。

r=mv/(qB)=(4.0×10^-6C)×(2.0×10^4m/s)/(0.3T)=2.7×10^-2m

**例題四：計算帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間**

已知：帶電粒子電荷量q=6.0×10^-6C，速度v=5.0×10^4m/s，磁場強(qiáng)度B=0.4T，帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直。

求：帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時間t。

解：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，周期T=2πr/v，其中r=mv/(qB)。計算周期和運(yùn)動時間。

r=(6.0×10^-6C)×(5.0×10^4m/s)/(0.4T)=7.5×10^-2m

T=2π×(7.5×10^-2m)/(5.0×10^4m/s)=9.42×10^-5s

t=T/2=(9.42×10^-5s)/2=4.71×10^-5s

**例題五：計算帶電粒子在復(fù)合場中的洛倫茲力**

已知：帶電粒子電荷量q=3.0×10^-6C，速度v=4.0×10^4m/s，復(fù)合場由電場強(qiáng)度E=1.0×10^3V/m和磁場強(qiáng)度B=0.6T組成，帶電粒子的速度方向與電場方向成45°角，與磁場方向垂直。

求：帶電粒子在復(fù)合場中所受的洛倫茲力F。

解：帶電粒子在復(fù)合場中受到的電場力F_E=qE，洛倫茲力F_B=qvB。因?yàn)樗俣确较蚺c磁場方向垂直，所以電場力和磁場力相互獨(dú)立，總洛倫茲力F=F_E+F_B。

F_E=(3.0×10^-6C)×(1.0×10^3V/m)=3.0×10^-3N

F_B=(3.0×10^-6C)×(4.0×10^4m/s)×(0.6T)=7.2×10^-2N

F=F_E+F_B=(3.0×10^-3N)+(7.2×10^-2N)=7.5×10^-2N板書設(shè)計①洛倫茲力概念

-定義：帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，受到的垂直于其速度方向和磁場方向的力。

-公式：F=q(v×B)

-右手定則：伸開右手，使拇指、食指和中指相互垂直，拇指指向速度方向，食指指向磁場方向，中指指向洛倫茲力方向。

②洛倫茲力的計算

-計算公式：F=qvBsinθ（θ為速度與磁場方向的夾角）

-矢量合成：當(dāng)速度與磁場方向不垂直時，洛倫茲力分解為垂直分量和水平分量。

③洛倫茲力與電場力比較

-電場力：F_E=qE（E為電場強(qiáng)度）

-洛倫茲力：F_B=qvB（B為磁場強(qiáng)度）

-特點(diǎn)：洛倫茲力不做功，只改變粒子的運(yùn)動方向；電場力可以做功，改變粒子的動能。

④洛倫茲力在物理現(xiàn)象中的應(yīng)用

-粒子加速器：利用洛倫茲力使粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，提高粒子的能量。

-磁懸浮列車：利用洛倫茲力實(shí)現(xiàn)列車與軌道間的懸浮，減少摩擦。

-磁共振成像：利用洛倫茲力產(chǎn)生圖像，進(jìn)行人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察。

⑤洛倫茲力實(shí)驗(yàn)

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證洛倫茲力的存在和方向。

-實(shí)驗(yàn)原理：通過觀察帶電粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，確定洛倫茲力的方向。

-實(shí)驗(yàn)器材：示波器、電流表、電壓表、磁場發(fā)生器、帶電粒子源等。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)：通過實(shí)際案例引入洛倫茲力的概念，讓學(xué)生在解決問題的過程中理解洛倫茲力的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.多媒體輔助教學(xué)：利用動畫和視頻等多媒體資源，直觀展示洛倫茲力的產(chǎn)生和作用，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和理解。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對洛倫茲力的理解不夠深入：部分學(xué)生在理解洛倫茲力的方向和計算方法時存在困難，需要進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)方法和指導(dǎo)。

2.實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)不夠完善：實(shí)驗(yàn)過程中，部分學(xué)生操作不當(dāng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

3.課堂互動不足：在課堂教學(xué)中，學(xué)生的參與度不高，需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加課堂互動，提高教學(xué)效果。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化概念教學(xué)：針對學(xué)生對洛倫茲力理解不夠深入的問題，可以通過講解洛倫茲力的物理意義和應(yīng)用場景，幫助學(xué)生建立深刻的理解。

2.完善實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：針對實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)的問題，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的講解和示范，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠正確操作，提高實(shí)驗(yàn)成功率。

3.豐富課堂互動：通過提問、小組討論等方式，增加課堂互動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度。同時，可以引入學(xué)生感興趣的話題，讓學(xué)生在輕松的氛圍中學(xué)習(xí)洛倫茲力。

4.結(jié)合實(shí)際問題：將洛倫茲力的知識與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相結(jié)合，讓學(xué)生了解洛倫茲力在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

5.個性化教學(xué)：針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法和策略，確保每個學(xué)生都能在洛倫茲力的學(xué)習(xí)中獲得進(jìn)步。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測**課堂小結(jié)：**

今天我們學(xué)習(xí)了洛倫茲力的概念、計算方法和應(yīng)用。重點(diǎn)內(nèi)容包括：

1.洛倫茲力的定義：帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，受到的垂直于其速度方向和磁場方向的力。

2.洛倫茲力的計算公式：F=q(v×B)，其中q為電荷量，v為速度，B為磁場強(qiáng)度。

3.右手定則：伸開右手，拇指指向速度方向，食指指向磁場方向，中指指向洛倫茲力方向。

4.洛倫茲力與電場力的比較：洛倫茲力不做功，只改變粒子的運(yùn)動方向；電場力可以做功，改變粒子的動能。

5.洛倫茲力在物理現(xiàn)象中的應(yīng)用：粒子加速器、磁懸浮列車、磁共振成像等。

**當(dāng)堂檢測：**

1.帶電粒子電荷量q=3.0×10^-6C，速度v=4.0×10^4m/s，磁場強(qiáng)度B=0.6T，求帶電粒子所受的洛倫茲力F。

2.一帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，半徑r=0.1m，磁場強(qiáng)度B=