2022年高中物理《運動電荷在磁場中受到的力》教案 新人教版選修3-1

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1、2022年高中物理《運動電荷在磁場中受到的力》教案 新人教版選修3-1 【課題】運動電荷在磁場中受到的力 【教材】人民教育出版社《物理》選修3—1第三章第五節(jié) 【課型】新授課 【課時】2課時 【教材分析】 內容分析 本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，還是力學分析中重要的一部分。所以本節(jié)要重點掌握對洛倫茲力大小的推導和方向的判斷。 教材的地位和作用 這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運動)，是本章的重點。 新舊教材的對比 1. 舊教材直接從磁場對電流有力的作用引入到磁場對運動電荷的猜想。新教材先引入生活中的電視顯像管、兩極的極光，再觀察陰極

2、射線在磁場中的偏轉引入新課。 2. 新舊教材在洛倫茲力方向上的總結相同。 3. 舊教材在洛倫茲力大小的推導上直接推導，新教材設置了思考與討論環(huán)節(jié)，提出循序漸進的問題，讓學生來得出磁場對運動電荷作用力的大小。 4. 新教材比舊教材增加了電視顯像管的工作原理。 【學生學情分析】 1. 學生已經具備的知識準備有：通電導線在磁場中受到安培力力的作用和應用左手定則判斷安培力的方向。 2. 學生的障礙：從宏觀到微觀的思維轉變和對理論知識的推導的能力不夠 【教學目標】 1知識與技能 (1)知道什么是洛倫茲力。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 (2)知道洛倫茲力大小的推理過程。 (3)掌

3、握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。 【重點難點】 重點： 1.利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小計算公式的推導和應用。 2．掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。 難點： 1.洛倫茲力對帶電粒子不做功。 2．洛倫茲力方向的判斷。洛倫茲力計算公式的推導。 【教法學法】 以指導學生觀察探究為主，講授法為輔 【教學準備】 多媒體 【教學過程】 教師活動 學生活動 設計意圖 課題引入 多媒體展示：給出幾幅極光的圖片給學生觀察，欣賞它的漂亮，它的美，提出問題：這么美麗的景色是怎么形成的呢？ 引入課題：運動電荷在磁場中受到

4、的力 觀看圖片 思索問題 用美麗的圖片調動學生的學習興趣，引入課題 復習知識 提問：1.安培力： 方向的判斷： 大小的計算： 2.電流是如何形成的？ 提出問題：既然磁場對電流有力的作用，而電流是電荷的定向移動形成的。那么磁場是否對運動電荷也有力的作用呢？ 3.經過科學推理可以大膽猜想到： 磁場對運動電荷有力的作用。 回答問題： 1.安培力：磁場對通電導線（電流）的作用力。 方向的判斷：左手定則 大小的計算： 2.電流是如何形成的？ 電流是由電荷的定向移動形成的。 緊跟老師思維，進行科學猜想 以提問的方式展開，讓學生回答問題，為本節(jié)課的學習做

5、好知識鋪墊。并引導學生進行大膽的猜想， 二．新課教學 介紹電子射線管的原理：從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡 【板書】將磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力 跟進：介紹洛倫茲得：洛倫茲是荷蘭物理學家、數(shù)學家，1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學生塞曼共同獲諾貝爾物理學獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。 探究洛倫茲力的方向 理論推導:安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)

6、；安培力方向用左手定則判定 猜想：洛倫茲力的方向可以用左手定則判定 【板書】 洛倫茲力的方向：左手定則 【課堂小練習】 判斷洛倫茲力的方向 【板書】 思考與討論 1、洛倫茲力的作用效果？ 2、洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？ 三、探究洛倫茲力的表達式： 設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，求： （1）電流強度I。 （2）通電導線所受的安培力。 （3）這段導線內的自由電荷數(shù)。 （4）每個電荷所受的洛倫茲力

7、 1.洛倫茲力：F=qVB (V⊥ B） 2.若帶電粒子不垂直射入磁場 四、應用： 1、地磁場對宇宙射線的阻擋作用 2、電視顯像管的工作原理 觀看洛倫茲力的模擬動畫，觀察實驗現(xiàn)象，進行實驗現(xiàn)象總結：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，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。 結論：磁場對運動電荷有作用力. 回答： 1. 洛倫茲力永遠與速度方向垂直，只改變速度的方向，不改變速度大小 2.洛倫茲力對電荷不做功 思考并回答問題

8、 N = nsL F落 =qVB 觀看視頻，欣賞美麗極光，聽講解釋 觀看了解電視顯像管的構造、原理 提出猜想就要用實驗去證實他，用事實來說話。引導學生進行實驗總結。 介紹物理學家的事跡，激發(fā)學生的榮譽感和為科學奮斗的決心 用模擬動畫的形式，使得學生的理解更加簡潔 課堂鞏固練習，加強對左手定則的理解。 發(fā)展學生的思維空間，培養(yǎng)學生思考問題的能力 設置問題，為我們想要解決的問題做好鋪墊 了解磁場對運動電荷的作用在生活中的應用 【板書設計】 一、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力 二、洛倫茲力的方向：左手定則 1.洛倫茲力永遠垂直于v和B組成的平面。 2.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。 3.洛倫茲力對電荷不做功 三、探究洛倫茲力的表達式： 1.洛倫茲力：F=qVB (V⊥ B） 2.若帶電粒子不垂直射入磁場 F＝qvBsinθ 四、應用： 1、地磁場對宇宙射線的阻擋作用 2、電視顯像管的工作原理