高中物理-优质课 运动电荷在磁场中受到的力教学设计学情分析教材分析课后反思

人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》教学设计教学目标1．知识与技能(1)什么是洛伦兹力。学会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)理解洛伦兹力对电荷不做功。2．过程与方法通过实验观察，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＝qvBsinθ。学情分析：这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，由于洛仑兹力是属于微观的力，抽象是个突出的特点。针对学生抽象思维不高的特点，我准备借助实验和已有的知识来搭桥，通过PPT来变抽象为形象。在解决重点知识上采用实验、点拔、思考、讲解、自推等方法充分调动学生思维积极性，使知识掌握在学生深刻理解的基础上，从而提高教学效果。教学重点难点重点：1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。2、洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。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。3、洛伦兹力计算公式的推导。eq\o(\s\up7(),\s\do5(教学过程))知识回顾：前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面请同学们思考两个问题：1．如图判定安培力的方向若B＝4.0×10－2T，导线长L＝10cm，I＝1A。求：导线所受的安培力大小？2．电流是怎样形成的？《设计意图:通过复习安培力的方向判断和计算，以及电流的相关概念，为洛伦兹力的学习做好铺垫.》思考与讨论1:磁场对放入其中的电流（垂直）有力的作用，而电流是因为电荷的定向作用移动形成的，那么是不是磁场对运动电荷也有力的作用？[演示实验]观察磁场阴极射线在磁场中的偏转《设计意图:实验验证洛伦兹力存在，增加说服力》一、洛伦兹力的定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。说明：安培力与洛伦兹力的关系：二、洛伦兹力方向1、电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。(学生结合实验和课本彩图分析总结)甲v与B垂直乙v与B不垂直洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系2、洛伦兹力方向的判断——左手定则【要使学生明确】正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(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。2、阴极射线管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转 D．向纸外偏转《设计意图：通过理解安培力与洛伦兹力之间的关系，使学生明确，用左手定则判断运动电荷所受的洛伦兹力方向时，实际上就是判断运动电荷形成的电流的安培力的方向，从而防止判断负电荷受到的洛伦兹力出错.》三、洛伦兹力的大小思考与讨论2：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1]这段导线中电流I的微观表达式是怎样的？[问题2]这段导体所受的安培力为多大？[问题3]这段导体中含有多少自由电荷数？[问题4]每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？洛伦兹力的计算公式《设计意图：通过“思考与讨论”，来推导公式F=qvBsinθ时，应先建立物理模型，再循序渐进有条理地推导，这一个过程放手让学生完成，体现学习的自主性.》eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(课堂练习))3．电子的速率v＝3×106m/s，垂直射入B＝0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？4．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将______A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地面向东偏转C．相对于预定点稍向西偏转D．相对于预定点稍向北偏转5、一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响)，粒子将在管中()A．做圆周运动B．沿轴线来回运动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动思考与讨论3：1、洛伦兹力与速度的方向有什么关系？2、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？3、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？思考与深化若带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场中，带电粒子在磁场中将会如何运动？人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》学情分析这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，由于洛仑兹力是属于微观的力，抽象是个突出的特点。针对学生抽象思维不高的特点，我准备借助实验和已有的知识来搭桥，通过PPT来变抽象为形象。在解决重点知识上采用实验、点拔、思考、讲解、自推等方法充分调动学生思维积极性，使知识掌握在学生深刻理解的基础上，从而提高教学效果。从知识机构看本节内容是上一节《磁场对通电导体的作用力》深化，诠释了安培力的本质是洛伦兹力。学生已经有力学和运动学的知识，由安培力知识通过“猜想—推理—得出结论—实验验证”得到洛伦兹力的判断方法和计算公式，整个学习的过程并不难理解。本节的知识是下一节《带电粒子在磁场中的运动》的理论基础，是洛伦兹力的在技术上的应用的基础，是高考的重点，提醒学生引起足够的重视。莱州五中的学生比起重点高中的学生基础稍逊一点，在学习过程中可能反应稍慢一点，在教学过程中应该放慢步伐、降低台阶。人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》效果分析从这节课学生的反馈情况和听课老师的评课情况来看，本节课在如下方面取得了一定的效果：一是在“现象说明-猜想-获取实验验证-构建新知-联系实际”的过程中以实验为主线,以问题为线索,以实践为目标来检测学生达到的教学效果。在解释开课的小问题的过程中很自然地埋下了洛伦兹力和安培力有联系的伏笔，更有利于学生理解两种力的关系，做到陌生的知识熟悉化。充分发挥了教师引导作用突出了学生主体性学习地位。二是在洛伦兹力方向的判断方法上，更强调了根据安培力来推断方法再由实验结果进行验证，充分利用了演示实验。通过学生质疑讨论探究检验结论交流等活动确保了教学目标的达成。三是设置了思考性、线索性的问题串采用教材上的严格的由电流的微观意义结合安培力公式的方法来推导洛伦兹力的表达式,在获取新知的同时更加注重于探究新知的过程,使得普通高中的学生自己推导洛伦兹力公式也变得游刃有余。四是通过联系实际加强了学生对生活现象的理解提升了新知的应用价值与实践意义。人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》教材分析物理学体系中本章是经典电磁学理论的基本内容，而本节课是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，反应磁场和运动电荷的相互作用，是学生后面了解现代科技回旋加速器，质谱仪，磁流体发电机等的基础，还是力、电、磁综合问题分析中重要的一部分。从新课程改革以来，几乎每年高考都有涉及洛仑兹力的计算大题，由此，足以说明其重要性。学生已具备力学、电磁学相关知识，学习完磁场对通电导线作用即安培力。并且也熟悉一直以来物理学的“提出问题—猜想假设—实验验证”的科学探究方法。而且高二的学生已经有了一定的观察、分析、推理能力及空间想象能力，是学习洛仑兹力的能力基础。但是由于日常生活中我们无法用肉眼观察到运动电荷，学生对电荷在磁场中的运动缺乏感性认知。而我们的学生习惯于形象思维，对微观的物理知识意识较薄弱，知识的系统性也不足。人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》评测练习温故知新：1．电流是怎样形成的？2、判断下列图中安培力的方向及大小。若B＝4.0×10－2T，导线长L＝10cm，I＝1A。求：导线所受的安培力大小？课中探究1：1：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。VFVFVVVFFVVFVF3、阴极射线管中电子流向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转 D．向纸外偏转4．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将______A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地面向东偏转C．相对于预定点稍向西偏转D．相对于预定点稍向北偏转课中探究2：5．电子的速率v＝3×106m/s，垂直射入B＝0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？6、一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响)，粒子将在管中()A．做圆周运动B．沿轴线来回运动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动7、下列各图中带电粒子q刚刚进入磁场，试判断这时粒子q所受洛伦兹力的方向和大小8、拓展：人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》课后反思对于这节课的教学而言，最成功的地方是用美幻的极光图片，让学生欣赏极光图片，并设疑“这美丽的极光为什么大多在地球两极形成？”引入新课。这样不仅激发了学生兴趣，培养了物理感觉，在不经意间是学生带入了物理的世界。复习通电导体在磁场中受安培力，便于课堂的逻辑推理。引出课后，教师引导学生对阴极管实验分析，得出单个运动电荷在磁场中会受力的结论，整个课堂就顺理成章了。对于方向的教学，通过复习“通电导体为什么会受安培力”形成迁移，从理论上将判断运动负电荷受洛伦兹力方向的问题。洛仑兹力与重力、弹力及摩擦力相比是比较抽象的，理解上也有一定的难度。直接指出该力的产生原因再进行推导，最后由实验验证也完全可以。然而考虑到该力的抽象性，从已知的安培力产生的本质原因入手，善于利用数学工具解决物理问题是学好物理必不可少的前提条件之一。整体教学过程安排的设想是为了培养学生用分析、猜想、实验（观察）、理论验证的科学方法探求新知识的能力。由于这节课有实验、课件等增加了课堂的容量。在教学方法上采用了“引导--探究--总结”的的教学方法，我把探究学习能力的培养放在首位，体现以学生为主体的原则。鼓励学生进行小组讨论、团结合作齐动手，让学生自己观察思考，发散学生思维。激发了学生学习的积极性、主动性，发挥学生的主体意识，教师只起到了启发、诱导、点拔的作用，使学生真正成为教学的主体。学生的学习积极性很高，能主动的融入到课堂中，顺利的完成了教学任务人教版高二物理选修3-1第三章磁场第五节《运动电荷在磁场中受到的力》课标分析教学目标1．知识与技能(1)什么是洛伦兹力。学会利用左手定则判断洛伦兹力的方向。(2)知道洛伦兹力大