2024-2025学年高中物理 第3章 5 洛伦兹力的应用教学实录 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第3章5洛伦兹力的应用教学实录教科版选修3-1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第3章5洛伦兹力的应用教学实录

2.教学年级和班级：高一年级

3.授课时间：2024年10月26日星期五第3节

4.教学时数：1课时二、核心素养目标1.培养学生的科学思维，通过洛伦兹力公式的推导和应用，提高学生运用数学工具解决物理问题的能力。

2.强化学生的科学探究精神，通过实验探究洛伦兹力的作用效果，培养学生的实验操作技能和科学探究方法。

3.增强学生的科学态度与责任，使学生认识到物理学在技术发展中的重要作用，激发学生对物理学科的兴趣和探索欲望。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的电磁学知识，包括电荷、电场、磁场等概念，以及运动电荷在磁场中的受力情况。他们应该已经掌握了洛伦兹力的基本公式和左手定则，具备一定的物理计算能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，他们对于物理现象的好奇心和探究欲望较强。学生的能力方面，部分学生可能具有较强的逻辑思维和数学计算能力，能够迅速掌握公式和计算方法；而另一部分学生可能在理解和应用物理概念时遇到困难。学习风格上，学生中既有偏好理论学习的，也有更倾向于实验操作的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习洛伦兹力的应用时，学生可能会遇到以下困难：一是对洛伦兹力公式的理解不够深入，容易混淆公式中的各个物理量；二是难以将公式与实际问题相结合，缺乏解决实际问题的能力；三是实验操作中可能对磁场装置的调整和数据处理不够熟练。因此，教师需要通过适当的引导和练习，帮助学生克服这些困难。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教科版选修3-1教材。

2.辅助材料：准备与洛伦兹力相关的图片、动画演示视频以及磁场分布图等多媒体资源。

3.实验器材：准备电流表、磁场发生器、导线、铁屑等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，配备实验操作台，确保学生能够顺利进行实验和讨论。五、教学过程一、导入新课

（教师）同学们，上一节课我们学习了洛伦兹力的基本概念和计算方法，今天我们将进一步探讨洛伦兹力在实际问题中的应用。首先，请大家回顾一下洛伦兹力的公式，并思考一下它在哪些情况下会有实际应用。

（学生）回顾洛伦兹力公式：F=q(v×B)。

（教师）很好，大家已经掌握了洛伦兹力的基本公式。接下来，我们将通过一系列的实例来探讨洛伦兹力的应用。

二、新课讲授

1.洛伦兹力在带电粒子运动中的应用

（教师）首先，我们来看一个简单的例子：一个带电粒子在垂直于速度方向的匀强磁场中运动。请同学们根据洛伦兹力公式，分析这个粒子在磁场中的运动轨迹。

（学生）根据公式，洛伦兹力的方向垂直于粒子的速度方向和磁场方向。因此，粒子在磁场中将会做圆周运动。

（教师）很好，那么圆周运动的半径如何计算呢？请同学们根据洛伦兹力公式和向心力公式，推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式。

（学生）通过推导，我们得到半径公式：r=mv/(qB)。

（教师）正确！这个公式可以帮助我们计算带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。现在，请同学们尝试用这个公式解决一个实际问题。

2.洛伦兹力在磁场中的粒子偏转中的应用

（教师）接下来，我们来看一个更复杂的例子：一个带电粒子在非均匀磁场中运动，会发生什么现象呢？请同学们根据洛伦兹力公式，分析这个粒子在磁场中的运动轨迹。

（学生）由于磁场非均匀，洛伦兹力的方向和大小也会随之变化，导致粒子在磁场中的运动轨迹发生偏转。

（教师）很好，那么粒子偏转的角度如何计算呢？请同学们结合洛伦兹力公式和粒子的运动方程，推导出粒子偏转角度的计算公式。

（学生）通过推导，我们得到角度公式：θ=arcsin(qvB/(2m))。

（教师）正确！这个公式可以帮助我们计算带电粒子在非均匀磁场中偏转的角度。现在，请同学们尝试用这个公式解决一个实际问题。

3.洛伦兹力在电子仪器中的应用

（教师）最后，我们来探讨一下洛伦兹力在实际电子仪器中的应用。请同学们思考一下，洛伦兹力在电子仪器中有什么作用？

（学生）洛伦兹力可以用来控制电子仪器的运动，如电子束在显像管中的偏转。

（教师）很好，那么如何利用洛伦兹力来实现电子束的偏转呢？请同学们结合洛伦兹力公式和电子束的运动方程，推导出电子束偏转的控制方法。

（学生）通过推导，我们得到控制方法：调整磁场强度和方向，使洛伦兹力与电子束的速度方向垂直，从而实现电子束的偏转。

（教师）正确！这个方法可以帮助我们控制电子束在显像管中的运动，从而实现图像的显示。

三、课堂练习

1.请同学们根据洛伦兹力公式，计算一个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。

2.请同学们根据洛伦兹力公式和粒子的运动方程，计算一个带电粒子在非均匀磁场中偏转的角度。

3.请同学们思考一下，洛伦兹力在实际生活中的应用有哪些？并举例说明。

四、课堂总结

（教师）今天我们学习了洛伦兹力的应用，包括带电粒子在磁场中的运动、粒子在非均匀磁场中的偏转以及洛伦兹力在电子仪器中的应用。通过这些实例，我们了解了洛伦兹力在实际问题中的重要作用。希望大家能够将所学知识运用到实际生活中，提高自己的物理素养。

（学生）今天的学习让我受益匪浅，我对洛伦兹力的应用有了更深入的了解。在今后的学习中，我会更加努力，提高自己的物理水平。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解和掌握洛伦兹力的基本概念：

学生通过本节课的学习，能够理解洛伦兹力的定义、产生条件以及其与电荷、速度、磁场之间的关系。他们能够熟练地运用洛伦兹力公式F=q(v×B)来分析带电粒子在磁场中的受力情况。

2.应用洛伦兹力公式解决实际问题：

学生能够将洛伦兹力公式应用于解决实际问题，如计算带电粒子在磁场中的圆周运动半径、粒子在非均匀磁场中的偏转角度等。他们能够独立完成相关的计算，并解释计算结果。

3.提高科学思维能力：

通过对洛伦兹力公式的推导和应用，学生培养了科学思维能力，学会了如何运用数学工具解决物理问题。他们能够从理论到实践，将抽象的物理概念转化为具体的计算过程。

4.强化实验操作技能：

在本节课的实验环节中，学生通过实际操作，加深了对洛伦兹力概念的理解。他们学会了如何调整实验装置，观察现象，记录数据，并分析实验结果，从而提高了实验操作技能。

5.增强科学探究精神：

学生在探究洛伦兹力应用的过程中，表现出了浓厚的科学探究精神。他们敢于提问、勇于尝试，通过实验和计算，不断探索洛伦兹力的奥秘。

6.提升解决实际问题的能力：

学生通过学习洛伦兹力的应用，学会了如何将理论知识应用于实际生活。例如，他们能够解释电子仪器中的洛伦兹力作用，理解磁悬浮列车等高科技产品的原理。

7.激发对物理学科的兴趣：

本节课的教学内容与学生的生活实际紧密相连，激发了学生对物理学科的兴趣。他们开始关注物理在科技发展中的作用，对未来的学习充满了期待。

8.培养团队合作能力：

在本节课的课堂练习和讨论环节中，学生需要与他人合作，共同解决问题。这有助于培养学生的团队合作能力，使他们学会倾听、尊重他人意见，并共同达成目标。

9.提高自主学习能力：

通过本节课的学习，学生学会了如何自主学习。他们能够根据教材内容，独立完成预习、复习和总结，形成了良好的学习习惯。

10.增强逻辑思维和批判性思维能力：

学生在学习洛伦兹力的应用过程中，不断进行逻辑推理和批判性思考。他们能够分析问题、评估假设，并形成自己的观点。七、课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《电磁学导论》中关于洛伦兹力的章节，深入理解洛伦兹力在电磁场中的物理意义和应用。

-视频资源：《电磁学原理与应用》系列视频，通过动画演示，直观展示洛伦兹力在不同情况下的作用效果。

2.拓展要求：

-学生课后自主阅读《电磁学导论》的相关章节，特别是关于洛伦兹力公式的推导和应用实例。

-观看《电磁学原理与应用》系列视频，重点关注洛伦兹力在粒子加速器、磁悬浮列车等高科技设备中的应用。

-鼓励学生思考以下问题：

-洛伦兹力在不同类型的磁场中的表现有何不同？

-洛伦兹力在电子设备中的作用是如何影响设备性能的？

-如何利用洛伦兹力原理设计新型电子器件？

-学生可以在课堂上分享自己的阅读心得和观看视频后的体会，促进同学之间的交流和学习。

-教师可以提供以下指导：

-对于阅读材料，教师可以推荐一些关键概念和公式，帮助学生快速找到重点内容。

-对于视频资源，教师可以提供视频中的关键知识点，帮助学生理解和记忆。

-教师可以设置一些讨论题目，引导学生围绕洛伦兹力的应用展开讨论。

-对于学生在拓展学习中遇到的疑问，教师应提供必要的解答和帮助，确保学生能够顺利完成课后拓展任务。八、板书设计①洛伦兹力基本概念

-洛伦兹力定义

-洛伦兹力公式：F=q(v×B)

-洛伦兹力方向：左手定则

②洛伦兹力计算

-圆周运动半径：r=mv/(qB)

-偏转角度：θ=arcsin(qvB/(2m))

③洛伦兹力应用实例

-带电粒子在磁场中的运动

-粒子在非均匀磁场中的偏转

-电子仪器中的洛伦兹力作用

④洛伦兹力与实际应用

-磁悬浮列车

-粒子加速器

-电子束偏转控制作业布置与反馈作业布置：

1.阅读教材第3章5节，总结洛伦兹力的基本概念和计算方法。

2.完成以下练习题：

-计算一个电子在垂直于磁场方向的匀强磁场中，以一定速度运动时的洛伦兹力大小和方向。

-一个质子在磁场中做匀速圆周运动，已知磁感应强度和质子的速度，求质子的运动半径。

-分析一个带电粒子在非均匀磁场中的运动轨迹，并计算粒子在磁场中偏转的角度。

3.设计一个实验方案，验证洛伦兹力公式在磁场中带电粒子运动中的应用。

4.选择一个与洛伦兹力相关的实际应用案例，如磁悬浮列车或粒子加速器，分析洛伦兹力在其中发挥的作用。

作业反馈：

1.作业批改：教师将在课后及时批改学生的作业，确保每个学生都能得到及时的反馈。

2.问题指出：对于学生在作业中出现的错误，教师将详细指出问题所在，例如计算错误、概念理解错误等。

3.改进建议：教师将针对学生的错误，给出具体的改进建议，如重新计算、重新理解概念、查找相关资料等。

4.个体辅导：对于作业中表现不佳的学生，教师将提供个别辅导，帮助他们理解和掌握洛伦兹力的相关知识。

5.课堂讨论：在下一节课的课堂上，教师将组织学生针对作业中的问题进行讨论，鼓励学生分享解题思路和经验。

6.进步跟踪：教师将持续跟踪学生的作业完成情况，确保每个学生都能在课后巩固所学知识，并在下一次作业中取得进步。

7.成绩记录：学生的作业成绩将被记录在成绩册中，作为学生学业成绩的一部分。

8.反馈沟通：教师将与学生和家长保持沟通，及时反馈学生的学习情况，共同关注学生的学习进步。教学反思哎，这节课下来，我总感觉有些地方可以做得更好。首先，我觉得在导入环节，我可能没有充分调动起学生的积极性。我用了带电粒子在磁场中运动的例子，但感觉学生们的反应不是特别热烈。可能我需要更加生动有趣的方式来引入新课，比如用一个简单的实验或者一个与生活相关的实例，来激发他们的兴趣。

然后，我在讲解洛伦兹力公式的时候，可能过于依赖公式本身，而没有更多地引导学生去理解公式的物理意义。我看到有些学生对于公式的符号和运算感到困惑，我觉得我应该更耐心地解释，让他们明白每个符号代表的物理量以及公式背后的物理规律。

在实验环节，我发现部分学生在操作上有些生疏，特别是在调整磁场装置和观察现象时。这让我意识到，我应该在课前就让学生熟悉实验器材和操作步骤，避免在实际操作中出现不必要的混乱。

此外，我在课堂练习中安排了一些实际问题，但感觉时间分配上不够合理。有些学生还没有完全理解洛伦兹力的应用，就匆忙进入计算环节，导致练习效果不佳。我应该在练习环节中，先让学生回顾理论知识，然后再进行实际计算。

最后，我