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(nèi)容分析 本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場中運動的基礎(chǔ)，還是力學(xué)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(dǎo)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(zhuǎn)引入新課。 2. 新舊教材在洛倫茲力方向上的總結(jié)相同。 3. 舊教材在洛倫茲力大小的推導(dǎo)上直接推導(dǎo)，新教材設(shè)置了思考與討論環(huán)節(jié)，提出循序漸進的問題，讓學(xué)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(xué)生學(xué)情分析】 1. 學(xué)生已經(jīng)具備的知識準(zhǔn)備有：通電導(dǎo)線在磁場中受到安培力力的作用和應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。 2. 學(xué)生的障礙：從宏觀到微觀的思維轉(zhuǎn)變和對理論知識的推導(dǎo)的能力不夠 【教學(xué)目標(biāo)】 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(dǎo)和應(yīng)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(dǎo)。 【教法學(xué)法】 以指導(dǎo)學(xué)生觀察探究為主，講授法為輔 【教學(xué)準(zhǔn)備】 多媒體 【教學(xué)過程】 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 課題引入 多媒體展示：給出幾幅極光的圖片給學(xué)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(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入課題 復(fù)習(xí)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(jīng)過科學(xué)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(dǎo)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(xué)猜想 以提問的方式展開，讓學(xué)生回答問題，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做

5、好知識鋪墊。并引導(dǎo)學(xué)生進行大膽的猜想， 二．新課教學(xué) 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(xué)家、數(shù)學(xué)家，1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲諾貝爾物理學(xué)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(dǎo):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(xí)】 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(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)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(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求： （1）電流強度I。 （2）通電導(dǎo)線所受的安培力。 （3）這段導(dǎo)線內(nèi)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(yīng)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(jié)：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(jié)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(gòu)造、原理 提出猜想就要用實驗去證實他，用事實來說話。引導(dǎo)學(xué)生進行實驗總結(jié)。 介紹物理學(xué)家的事跡，激發(fā)學(xué)生的榮譽感和為科學(xué)奮斗的決心 用模擬動畫的形式，使得學(xué)生的理解更加簡潔 課堂鞏固練習(xí)，加強對左手定則的理解。 發(fā)展學(xué)生的思維空間，培養(yǎng)學(xué)生思考問題的能力 設(shè)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(yīng)用 【板書設(shè)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(yīng)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