1.2 磁场对运动电荷的作用力（教学设计）高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第二册）

1.2磁场对运动电荷的作用力（教学设计）高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第二册）一、课程基本信息

1.课程名称：磁场对运动电荷的作用力

2.教学年级和班级：高二（1）班

3.授课时间：2022年9月20日上午第3节

4.教学时数：45分钟二、核心素养目标

本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与价值观四个方面。通过学习磁场对运动电荷的作用力，使学生建立起电磁学的基本观念，掌握电场和磁场的基本性质和规律。在科学思维方面，要求学生能够运用物理规律分析和解决实际问题，提高逻辑推理和数学运算能力。在科学探究方面，鼓励学生进行实验探究，培养观察、实验、分析和解决问题的能力。在科学态度与价值观方面，引导学生认识科学的重要性，培养对科学的热爱和责任感。三、学情分析

在教学“磁场对运动电荷的作用力”这一章节之前，我们需要对学生的学情进行深入分析，以便更好地制定教学策略。以下是对高二（1）班学生的学情分析：

1.学生层次：高二（1）班的学生在物理学科上整体水平较高，有一定的物理基础和理解能力。他们在初中阶段已经学习了电学的基础知识，对电场有了初步的认识。然而，由于学生之间的个体差异，他们对物理概念的理解和掌握程度存在一定的差异。

2.知识、能力、素质方面：大部分学生能够理解和掌握物理概念，具备一定的分析问题和解决问题的能力。他们在实验操作方面较为熟练，能够进行简单的物理实验。然而，部分学生在数学运算和逻辑推理方面存在一定困难，这可能会影响到他们对“磁场对运动电荷的作用力”这一章节的理解和掌握。

3.行为习惯：高二（1）班的学生整体上学习态度认真，能够按时完成作业。然而，部分学生在课堂上注意力不够集中，容易走神。此外，他们在课下自主学习的时间和精力有限，对课外知识的拓展和深入理解不足。

4.对课程学习的影响：由于学生对物理概念的理解和掌握程度存在差异，教师需要采用分层教学，针对不同水平的学生制定不同的教学策略。对于注意力不集中的学生，教师可以通过提问、讨论等方式提高他们的参与度。同时，教师应该鼓励学生进行课外阅读和自主学习，拓宽他们的知识面，提高他们的物理素养。四、教学方法与策略

在教授“磁场对运动电荷的作用力”这一章节时，我将采用以下教学方法与策略，以提高学生的参与度和理解程度：

1.讲授与讨论相结合：在课堂上，我将通过讲授的方式向学生介绍磁场对运动电荷的作用力的基本概念和原理。同时，我将鼓励学生积极参与讨论，提出问题并分享自己的观点。这种方法有助于提高学生的思考能力和批判性思维。

2.实验探究：我将安排一次实验探究活动，让学生亲自动手进行实验，观察磁场对运动电荷的作用力。通过实验，学生可以直观地理解磁场的性质和作用力的大小，从而加深对知识的理解。

3.角色扮演：我将组织一次角色扮演活动，让学生扮演科学家或工程师，解决实际问题。这种活动可以提高学生的团队合作能力和沟通技巧，同时加深他们对磁场对运动电荷的作用力的理解。

4.项目导向学习：我将设计一个项目，让学生分组合作完成。项目将包括设计一个磁场应用的实验或解决一个实际问题。通过项目，学生可以提高自己的实践能力和创新能力，同时加深对磁场对运动电荷的作用力的理解。

5.使用教学媒体和资源：我将使用PPT、视频和在线工具等教学媒体和资源，以帮助学生更好地理解磁场对运动电荷的作用力。这些资源可以提供直观的图像和动画，帮助学生更好地理解和记忆知识点。五、教学过程设计

五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生的学习兴趣，引入磁场对运动电荷的作用力这一主题。

过程：教师通过展示一些生活中的电磁现象，如电动机、电磁铁等，引导学生思考这些现象背后的物理原理。然后，教师简要介绍磁场对运动电荷的作用力的概念，激发学生的学习兴趣。

2.磁场的基本性质（10分钟）

目标：使学生了解磁场的基本性质，如磁场的方向、磁场对运动电荷的作用力等。

过程：教师通过PPT展示磁场的概念和基本性质，讲解磁场对运动电荷的作用力的基本原理。教师可以使用动画和实例来帮助学生理解磁场对运动电荷的作用力的方向和大小。

3.磁场对运动电荷的作用力（20分钟）

目标：使学生掌握磁场对运动电荷的作用力的计算方法和应用。

过程：教师通过实验演示磁场对运动电荷的作用力，让学生观察并记录实验现象。然后，教师讲解磁场对运动电荷的作用力的计算方法，并让学生进行练习。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：提高学生的团队合作能力和批判性思维能力。

过程：教师将学生分成小组，每组讨论一个与磁场对运动电荷的作用力相关的问题。学生可以提出自己的观点和解决方案，然后与其他小组分享和讨论。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：提高学生的表达能力和自信心。

过程：每个小组选择一个代表进行课堂展示，展示他们的讨论结果和解决方案。其他学生和教师对展示进行点评和讨论。

6.课堂小结（5分钟）

目标：总结本节课的重点和难点，帮助学生巩固知识。

过程：教师对本节课的主要内容进行总结，强调磁场对运动电荷的作用力的基本原理和计算方法。教师可以提问学生，检查他们对知识的掌握程度，并解答学生的疑问。六、知识点梳理

1.磁场的基本性质

-磁场是一种矢量场，具有方向和大小。

-磁场的方向可以通过磁针的指向来确定。

-磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。

2.洛伦兹力的计算

-洛伦兹力的方向可以用右手定则来确定。

-洛伦兹力的计算公式为F=q(v×B)，其中q是电荷量，v是电荷的速度，B是磁场强度。

3.洛伦兹力的应用

-洛伦兹力是电动机和发电机等电磁设备工作的基础。

-洛伦兹力可以使运动电荷在磁场中产生旋转运动，如电动机的转子。

-洛伦兹力可以使运动电荷在磁场中产生直线运动，如电磁铁的吸引作用。

4.磁场对运动电荷的作用力与电场对运动电荷的作用力的比较

-电场对运动电荷的作用力称为库仑力，其方向与电场方向相同。

-磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力，其方向与磁场方向垂直。

-洛伦兹力的大小可以通过公式F=q(v×B)来计算，而库仑力的大小可以通过公式F=qE来计算，其中E是电场强度。

5.磁场对运动电荷的作用力的实验验证

-可以通过霍尔效应实验来验证磁场对运动电荷的作用力。

-霍尔效应实验中，电流通过导体时，在磁场的作用下，导体的一侧会产生电压。

6.磁场对运动电荷的作用力的实际应用

-电动机和发电机是磁场对运动电荷的作用力的典型应用。

-电磁铁和电磁继电器也是磁场对运动电荷的作用力的应用。

-磁悬浮列车和磁共振成像（MRI）等现代技术也利用了磁场对运动电荷的作用力。

7.磁场对运动电荷的作用力的数学推导

-可以通过麦克斯韦方程组来推导磁场对运动电荷的作用力。

-麦克斯韦方程组描述了电场和磁场之间的关系，其中包括了磁场对运动电荷的作用力的数学表达式。

8.磁场对运动电荷的作用力的对称性和不变性

-磁场对运动电荷的作用力具有时间反演不变性，即作用力的方向不受时间的反演变换影响。

-磁场对运动电荷的作用力具有空间反演不变性，即作用力的方向不受空间的反演变换影响。七、课后作业

1.请简述磁场的基本性质。

答案：磁场是一种矢量场，具有方向和大小。磁场方向可以通过磁针的指向来确定。磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。

2.请计算一个带电粒子在磁场中的洛伦兹力。

答案：设电荷量为q，速度为v，磁场强度为B，则洛伦兹力F=q(v×B)。

3.请解释电动机是如何利用磁场对运动电荷的作用力的。

答案：电动机通过使电流在磁场中产生旋转运动，从而产生力矩和旋转运动。

4.请解释霍尔效应实验是如何验证磁场对运动电荷的作用力的。

答案：霍尔效应实验中，电流通过导体时，在磁场的作用下，导体的一侧会产生电压。

5.请描述磁场对运动电荷的作用力在电磁铁中的应用。

答案：电磁铁利用磁场对运动电荷的作用力，通过电流在磁场中产生吸引或排斥作用，实现对物体的控制。八、教学评价

八、教学评价

1.课堂评价

课堂评价是了解学生学习情况的重要手段。通过提问、观察、测试等方式，教师可以及时发现问题并进行解决。

提问：教师可以通过提问的方式了解学生对课堂内容的理解程度。例如，教师可以提问学生磁场的基本性质、洛伦兹力的计算方法、磁场对运动电荷的作用力的应用等方面的问题，以检查学生对课堂内容的掌握情况。

观察：教师可以通过观察学生的课堂表现来了解学生的学习情况。例如，教师可以观察学生在课堂上的注意力、参与度、实验操作等方面的情况，以了解学生对课堂内容的兴趣和掌握程度。

测试：教师可以通过课堂测试的方式来了解学生对课堂内容的学习情况。例如，教师可以设计一些简单的题目，让学生在课堂上完成，以检查学生对课堂内容的掌握情况。

2.作业评价

作业评价是检查学生学习效果的重要手段。教师需要对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。

批改：教师需要认真批改学生的作业，检查学生的计算、解答、实验操作等方面的情况。对于学生的错误，教师需要指出并给出正确的答案和解释。

点评：教师需要对学生的作业进行点评，给予学生积极的反馈和鼓励。教师可以指出学生的优点和进步，同时提出改进的建议和方向。

反馈：教师需要及时反馈学生的学习效果，让学生了解自己的学习情况。教师可以口头反馈、书面反馈或邮件反馈等方式，与学生进行沟通和交流。

鼓励：教师需要鼓励学生继续努力，激发学生的学习兴趣和动力。教师可以通过表扬、奖励等方式，鼓励学生积极参与学习，提高学生的学习积极性。九、教学反思

在本节课的教学过程中，我深刻反思了自己的教学方法和策略，并对学生的学习情况进行了全面的分析。以下是我的教学反思：

首先，在课堂导入部分，我通过展示生活中的电磁现象来激发学生的学习兴趣。然而，我发现部分学生对这些现象的理解不够深入，因此在今后的教学中，我需要更加注重引导学生从日常生活中发现和思考物理现象，帮助他们建立物理与生活之间的联系。

其次，在讲授磁场的基本性质和洛伦兹力的计算方法时，我采用了PPT和动画等教学资源。这些资源在一定程度上帮助学生更好地理解和记忆知识点。然而，我发现部分学生在数学运算和逻辑推理方面存在困难。因此，我需要在今后的教学中更加关注这部分学生的需求，通过举例、讲解等方式，帮助他们克服这些困难。

再次，在实验探究环节，我安排了磁场对运动电荷的作用力实验。学生通过亲自动手进行实验，观察并记录实验现象。这一环节的设置旨在培养学生的实验操作能力和科学探究能力。然而，在实验过程中，我发现部分学生对实验操作不够熟悉，导致实验结果不理想。因此，我需要在今后的教学中加强实验操作的讲解和示范，确保每位学生都能熟练掌握实验操作方法。

此外，在课堂展示与点评环节，我鼓励学生进行课堂展示，展示他们的讨论结果和解决方案。这一环节旨在提高学生的表达能力和自信