高中物理 磁场对运动电荷的作用力教案 新人教版选修1

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1、《磁场对运动电荷的作用力》教学设计　　【教学设计思路】 　　普通高中课程标准实验教科书物理选修3—1第三章第五节《磁场对运动电荷的作用力》既是安培力知识的延续，又是下一节《带电粒子在匀强磁场中的运动》的铺垫。高二的学生已具有一定的观察能力和逻辑推理能力，对现象──猜想──理论推导──实验验证等科学研究方法有一定的基础，本节课通过实验创设各种问题情景、引导，激发学生学习的兴趣，促进学生思维。学生通过讨论，体验科学探究的方法和过程，对物理知识能有进一步的理解，从而把传授知识与能力的培养有机的结合在一起，让学生掌握分析研究物理的基本方法与技能，为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。 　　【教学目标

2、】 　　1．知识与技能： 　　①知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向； 　　②知道洛伦兹力大小的推导过程； 　　③会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。 　　2．过程与方法： 　　①通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力； 　　②通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力； 　　③通过演示实验，培养学生的观察能力。 　　3．情感态度与价值观： 　　培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力。 　　【教学重点、难点】 　　重点：洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。 　　难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。 　　【实验器材及教学媒体的选择与使用

3、】 　　阴极射线管、电子感应圈、多媒体投影系统 　　【教学方法】 　　讲授法、实验法、讨论法。 　　【教学过程】 　　引入： 　　展示美丽的极光图片，观看神奇的极光短片。 　　请问这些美丽的极光一般出现在什么区域？（地球的南、北极地区） 　　极光是来自大气外的宇宙射线（即一束束高速带电粒子流）撞击大气中的粒子（氧、氮原子），使之电离发光。从四面八方射向地球的带电粒子，只有南北两极附近的粒子可以到达地球，其余的粒子则由于受到地球磁场的作用运动方向发生了改变，无法到达地球。 　　带电粒子在地球磁场的作用下运动方向为什么会发生了改变？ 　　一、引导学生猜想：磁场对运动电荷有力的作用 　　设计思想：学

4、生对宇宙的秘密比较向往，通过极光的图片、短片，吸引学生的注意力，激起疑问，引发思考，从而创设良好的教学情景导入课题。 　　能否用学过的知识支持我们的猜想？ 　　引导学生复习：安培力──磁场对通电导线（电流）的作用力 　　电流──由电荷的定向移动形成的 　　磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的作用力的宏观表现 　　设计思想：使学生对安培力和洛伦兹力的关系有一定的心理预期，为洛伦兹力的方向和大小的探究打下伏笔。 　　用实验验证猜想： 　　演示实验并介绍实验原理 　　（1）阴极射线管介绍：灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动形成的电子流。电子轰击到“7”字型长条的荧光屏上，

5、激发荧光，显示电子束的运动轨迹。 　　（2）演示： 　　①在没有外磁场时，电子束沿直线运动 　　提问：电子束的直线运动说明了什么？ 　　电子不受力的作用。 　　②将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了偏转。 　　提问：电子束的偏转说明了什么？ 　　电子受到力的作用。 　　（3）结论：磁场对运动电荷有力的作用，猜想成立。 　　磁场对运动电荷有力的作用叫洛伦兹力。之所以叫洛伦兹力是为了纪念荷兰物理学家洛伦兹。 　　洛伦兹力既然是一个力，那我们应该研究它的什么呢？ 　　方向、大小。 　　二、洛伦兹力的方向研究 　　1．再次观看演示实验，改变磁场方向，分析实验现象，引导学生猜想洛伦兹力的方

6、向跟什么因素有关？ 　　2．引导学生思考安培力与洛伦兹力之间的关系： 　　电流是由定向运动的电荷所形成的，安培力是作用在运动电荷上的力（洛伦兹力）的宏观表现。 　　提出猜想：洛伦兹力的方向可能可以用左手定则判定 　　实验验证：进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转，并改变磁场方向。在黑板上作图表示，验证洛伦兹力的方向是否可以用左手定则判定。 　　设计思想：体现物理是以实验为基础的学科，科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。培养学生科学研究最基本的思维方法：分析推理──猜想──实验验证──得出结论。 　　引导学生总结洛伦兹力的方向的判断──左手定则的具体内容： 　　伸开左手，使大拇指和其余四指垂

7、直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向，若四指指向是负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。 　　（强调：四指指向是负电荷运动的反方向） 　　三、洛伦兹力大小的探究 　　安培力是洛伦兹力的宏观表现，两者方向判断方法相同，大小是否也存在某种联系？能否通过电流受到的安培力导出运动电荷受