磁场教学设计 第五节

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1、教材版本：课程标准新人教版物理3-1第三章第五节磁场对运动电荷的作用【教材分析】磁场对运动电荷的作用一节课是学生对电流在磁场中受力的一种自然想法，即如果电流在磁场中会受力，那么受力的根本原因是什么呢？教材根据学生在完全认识清楚电流在磁场中受力以后就自然产生这样的问题，教材一开始就根据阴极射线管中的电子流受到磁场作用而发生偏转来说明，运动的电荷在磁场中也要受到力的作用，并指出这个力就是洛伦兹力，洛伦兹是荷兰著名的物理学家，他提出了著名的洛伦兹力公式和著名的洛伦兹变换方程组，同时他对爱因斯坦提出相对论也有过一定的理论支持

2、。是一位德高望重，备受后人景仰的物理学家。作为一节新授课，本节的重点内容是的得到洛伦兹力方向的判定方法以及推到得到洛伦兹力的大小表达式，最后则主要是举例说明洛伦兹力的在生产生活中的一些重要应用。课堂上主要介绍电视机显像管的工作原理——磁偏转，以及电视机如何实现扫描（scanning）。结合课后练习，还可以看到速度选择器，磁流体发电的原理都跟洛伦兹力的大小或者方向有关。因此教学的重难点应该是推导得到洛伦兹力的表达式，并且如何更好的结合实际问题掌握这一规律。【学生分析】作为新授课，学生对电荷在磁场中受力应该是有一定预期的

3、，特别是学生看到阴极射线管中阴极射线的磁偏转后，学生对此具有浓厚的学习兴趣，鼓励他们通过前面电流在磁场中的受力规律来研究运动电荷在磁场中的受力问题，对大家是一个很好的挑战，学生们会有跃跃欲试的勇气和动机，教师所要做的就是把握好难度和节奏，鼓励和更好的引导学生进行理论探索。【设计思路】由安培力的概念引入，包括由其大小和方向确定洛伦兹力的大小和方向，采用实验方法来说明洛伦兹力的存在，以及方向特点。然后由安培力大小推导得到洛伦兹力大小公式，由特殊情况（Bv垂直）到一般情况，最后是洛伦兹力的典型应用——显像管工作原理。如果课

4、时允许可以再分析速度选择器以及磁流体发电机理。【教学目标】◆知识与技能1、掌握洛伦兹力的方向判定方法——左手定则。2、能够利用安培力公式独立推导得到在磁场和电荷运动方向垂直情况下的洛伦兹力表达式。3、能够将B⊥V的情况推广到任意情况下，并能够理解洛伦兹力对电荷不做功的规律。4、对比电视显像管与示波器原理，能够区别电偏转和磁偏转的不同，了解极光形成原因。◆过程与方法通过观察，分析安培力形成原因，结合阴极射线管实验形成洛伦兹力的概念，同时确定洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断（修正后

5、）。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。应用主要介绍电视显像管中的磁偏转，并与示波器中的电偏转相比较。主要方法包括实验法，分析法，综合法，对比法。◆情感态度与价值观引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”，通过对比法掌握新知识，以及如何利用前概念形成新的认识或者概念。【教学重点】洛伦兹力的方向判定，大小公式推导，以及洛伦兹力的特点是本节课教学的重点。【教学难点】洛伦兹力大小公式的推导。【教学准备】马蹄形磁

6、铁、高压直流电源（15KV）、导线、阴极射线管（磁效应管）、多媒体。【教学设计】教学中应该以复习电流在磁场中受力情况为先，通过对这一问题的复习，提出新的问题，因此首先提出电流在磁场中受力的条件是什么，在电流方向和磁场垂直这种特殊情况下，受力方向如何判定（即左手定则判定法），大小怎样计算即（F=BIL(B⊥I)），接着提出，电流是什么，请大家猜想电流受力的本质应该是什么？然后通过阴极射线管实验验证是不是这样的。接着就提出新的问题，当老师将外加磁场方向不断变换后，电子流的偏转方向跟着变换，从两者的影响中是否能观察到什么规

7、律，大家还可以猜想这一规律应该和哪个规律有关联，是不是可以更大胆的设想两者之间是否一致，然后将判定规律进行必要的修正，即将左手定则中的四指指向电流的方向改为“指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向）”从而从根本上使得大家认识到两种物理现象应用的是同样的物理判定规律，暗含着两者本质上的一致性。接着探究大小的问题，教师给出可能需要的参数，由学生设定物理模型利用电流受到的安培力来推导得到单一运动电荷受到的磁场力——洛伦兹力。利用由特殊到一般的方式，将B⊥v时的F=qvB推广到B、v之间为任意角度的普遍情况，并最后得到两个

8、要素，洛伦兹力的大小和方向，特别指出即使B、v不垂直也不影响F总是垂直两者所在的平面这个特点。揭示出安培力和洛伦兹力两者之间的联系，即安培力实际上大量运动电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现形式。教师引导学生将B=F/qv和E=F/q的定义式进行对比，进一步说明运动电荷和磁场之间的必然联系，此后可以对安培力和洛伦兹力之间的区别进行必要的说明，包括方向