人教版高二物理运动电荷在磁场中受到的力教学计划：选修3-1（第三章）.doc

人教版高二物理运动电荷在磁场中受到的力教学计划：选修3-1（第三章）进一步深化教育教学改革，树立全新的语文教育观，构建全新而科学的教学目标体系、查字典物理网特制定人教版高二物理运动电荷在磁场中受到的力教学计划。一、教学内容分析1.“运动电荷在磁场中受到的力”是人教版高中高二物理选修3-1第3章第5节的内容。它是在学完磁感应强度、安培力等知识的基础上，进一步研究通电导线在磁场中受安培力作用的原因，因此教材安排在安培力一节之后，深化学生对安培力进行本质上的理解。2.磁场对运动电荷的作用力是本章的重要内容，是磁场的性质的具体表现，在回旋加速器、质谱仪等实际中有很广泛的应用。掌握好本节知识可以为后面的内容作铺垫，同时也有很重要的实用价值;3.这节课主要研究洛伦兹力的大小和方向。教材是通过几个实际生活中的实例提出问题磁场对运动电荷有力的作用，再通过阴极射线管的演示实验来观察这个事实，使学生获得关于洛伦兹力的的感性认识;在此基础上，结合安培力的左手定则，直接给出判断洛伦兹力方向的左手定则;然后用一个设计简单的“思考与讨论”由学生自行推导洛伦兹力大小的表达式。4.这节课中突出体现了物理学由现象-假设(猜想)-实验验证基本研究方法。二、学生学习情况分析本课教学对象是高二的学生，学生已完成了力学、电流、磁场和安培力的学习，在思维方法方面，已有一定的观察、分析、抽象、逻辑思维和物理推算等能力。日常生活中由于我们无法用肉眼观察到运动电荷，学生缺乏对电荷在磁场中的运动的感性经验，但他们对未知事物的新奇现象具有较强的探究兴趣和欲望，具备学习动力基础。三、设计思想正如爱因斯坦所说过的一样：“所谓教育，是忘却了在校学的全部内容之后剩下的本领”。物理学也是一门科学知识与科学方法相结合的自然科学，对于学生来说，方法比知识更重要，学会方法就学会了获取知识的方法和手段。同时，物理学史也是一部人类的进步史，其中蕴藏着极其丰富的人文思想。因此我的教学设计，一是注意到科学家洛伦兹的生平事迹介绍，潜移默化地对学生进行了人文教育，激发学生崇尚科学的热情;二是突出以问题情景为主线，引导学生在物与理、情与景中自主实现知识的意义建构，从而让学生领悟科学探究的思想，发展科学思维的能力，掌握科学探究的方法;三是联系生活，让学生认识“物理源于生活、服务于人类”的实践观念，激发好学的热情和愿望。四、教学目标1.知识与技能：认识洛伦兹力。会计算洛伦兹力的大小，会用左手定则判定洛伦兹力的方向。2.过程与方法：认识宏观和微观之间的联系，经历实验探究和理论推导的过程。理解“现象假设物理模型推理实验验证”科学探究的方法和途径。3.情感态度与价值观：通过经历运用所学知识进行探究的活动，激发学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的求知欲，感受物理的自然美和探索形成物理知识的思维美，体验克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦，认识“物理源于生活、服务于人类”的实践观念，激发“好学”、“乐学”的热情和积极性。五、教学设计1.教材内容处理把本节课中“实验演示建立模型公式推导知识巩固”，改为“实验观察自主归纳引导探究合作交流知识迁移”。其目的：一是创设电荷在磁场中运动的物理情景，奠定学生上升为理性认知洛伦兹力和安培力本质的感性经验认知和思维基础，提供学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，在学习物理知识与技能的同时，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。二是帮助学生学会以实验观察为基础，运用所学知识进行微观运动规律的理论探究方法，发展学生的逻辑思维能力和运用物理解决物理问题的推算能力。2.教法、学法设计教法设计构建主义学习理论认为：学习者只有在真实情景下学到了知识，才会真正了解所学知识的意义价值，知识才能成为学习者解决实际问题的工具，脱离了情景的知识不具有良好的迁移性能。为此，在整个的教学活动中，以学生主体、教师主导、师生合作交流、生生合作探究的方式组织教学;在教学的双边活动中，教师以实验观察和多媒体模拟，以及磁场中电流受力和电流与运动电荷间的关系搭建问题支架情境，启发引导抽象建立电子流的直导线在磁场中的物理模型，组织学生合作讨论和探究洛仑兹是安培力的微观本质，实现学生对洛伦兹力的大小和方向等知识的意义构建为核心，突出教学重点、化解教学难点，帮助学生学会从宏观现象探究微观运动本质的思想和方法，发展学生思维和运用物理解决物理问题的能力，体验学生的科学探究思想和精神。因此，在教法上采取的主要教学法是：导学结合、探究式情景教学、实验演示、启发引导、点拨思维、评估调控等教法。学法设计与教师的主导相配合，在学生的学法设计上，引导学生深入观察、理解内化教师创设的物理情境，提出问题、积极思维、建立模型的思想和方法，帮助学生在学习的合作交流、实验探究中实现知识的意义构建和体验科学探究精神和情感。因此对学生的学法指导上，主要帮助学生学会：观察抽象、对比学习、合作交流、理论推导、实验探究、归纳总结、学以致用等方法。3.媒体选择与使用为突出教学的重点和搭建化解教学难点的问题支架，教学中选择真空电子射线管 、蹄形永久磁铁用作学生分组合作实验探究真实情景创设，选择多媒体视频和电子白板、课件相结合的方法创设引导学生学习的问题情境，为学生提供感知条件和思维基础，激发探究心理的追求，激活思维、强化记忆、促进学习的教学媒体。六、教学过程设计§3.5 运动电荷在磁场中受到的力一、导学目标(一)知识与技能1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2、知道洛伦兹力大小的推理过程.3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解的成因及电视显像管的工作原理(二)过程与方法通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确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。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsin。最后了解洛伦兹力的应用极光、电视显像管中的磁偏转。(三)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”。二、重点与难点：重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功.2.洛伦兹力方向的判断.三、教具：多媒体、电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体四、导学过程：观看极光视频(一) 回顾复习前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：如图判定安培力的方向(二)新课讲解教师讲述什么是电流?学生答电荷的定向移动形成电流.教师讲述磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，这个力的方向能不能也用左手定则来判定?演示实验观察磁场阴极射线在磁场中的偏转。教师说明电子射线管的原理：说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。实验结果在没有外磁场时，电子束沿直线运动，条形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。学生分析得出结论磁场对运动电荷有作用.教师介绍洛伦兹1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。记作f过渡语运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢?2、洛伦兹力的方向：问题观察总结.电流方向和电荷运动方向的关系.(电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反).f的方向和洛伦兹力方向关系.(f的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，和负电荷所受的洛伦兹力的方向相反.).电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.(学生分析总结)(1)洛伦兹力方向的判断左手定则(2)洛伦兹力F与v、B三者间的空间方向关系：fB，又fv，故fBv平面课堂练习1、 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.3、洛伦兹力的大小问题洛伦兹力与安培力有什么关系?学生提出猜想安培力是洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是安培力的微观本质。设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中.问题这段导体所受的安培力为多大?学生答F安=BIL问题这段导体中含有多少自由电荷数?学生答这段导体中含有的电荷数为nLS.问题这段导线中电流I的微观表达式是多少?让学生推导后回答。学生答I的微观表达式为I=nqSv问题每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大?学生答安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以 f= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB洛伦兹力的计算公式当粒子运动方向与磁感应强度平行时(vB) f =0当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(vB) f = qvB当粒子运动方向与磁感应强度方向成时 f = qvBsin最后，由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，洛伦兹力的只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。所以它对运动的带电粒子总是不做功的。课堂练习2、 在图示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向.引入问题的回答：一、从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘莫测的极光?极光是来自太阳的带电高能粒子流由于地磁场的作用，而转向两极区域，使高空大气分子或原子激发或电离而产生的，所以极光常见于高纬度地区。引入问题的回答：二、显像管的工作原理电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转原理。电子束射向荧光屏就能发光，一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光。(三)小结1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。记作F洛或FL 。2、洛伦兹力的方向-左手定则fB fv fvB平面3、洛伦兹力的大小：vB，f=0;vB，f=qvBv与B成时，f=qvBsin4、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。 。(四)作业布置：希望上文提供的人教版高二物理运动电荷在磁场中受到的力教学计划相关内容能够对大家有帮助，感谢大家的阅读。 第 9 页 共 9 页