2024-2025学年新教材高中物理 第1章 安培力与洛伦兹力 3 带电粒子在匀强磁场中的运动教学实录 新人教版选择性必修第二册

2024-2025学年新教材高中物理第1章安培力与洛伦兹力3带电粒子在匀强磁场中的运动教学实录新人教版选择性必修第二册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路本课设计以“带电粒子在匀强磁场中的运动”为核心，通过实验探究和理论分析相结合的方式，引导学生深入理解安培力与洛伦兹力的原理及其应用。课程内容紧密围绕课本，结合实际，旨在培养学生的科学探究能力和物理思维能力。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究的精神，提升学生的物理思维能力和解决问题的能力。学生将通过实验和理论分析，学会运用物理模型描述带电粒子在磁场中的运动，锻炼科学推理和数据分析能力，同时培养学生的科学态度和社会责任意识。三、学情分析本节课面向的是高中二年级的学生，这个阶段的学生已经具备了一定的物理基础，对基本的物理概念和定律有一定的理解。然而，对于安培力与洛伦兹力这样的较高级物理概念，学生的认识可能还停留在表象层面，缺乏深入的物理思维和空间想象能力。

在知识层面，学生已经学习了电荷、电场和磁场等基本概念，对力的基本性质也有一定了解，但这些知识点的综合应用能力有待提高。在能力方面，学生的实验操作能力、数据分析能力和物理建模能力需要进一步培养。在素质方面，学生的合作意识、探究精神和科学态度需要加强。

学生的行为习惯对课程学习有一定影响。部分学生可能对物理实验不够重视，缺乏动手操作的兴趣，这可能导致实验探究环节的效果不佳。此外，学生在学习过程中可能存在依赖教师讲解、缺乏自主思考的问题，这会影响他们对物理概念的理解和深化。

针对以上情况，本节课在设计上将注重实验与理论的结合，通过实验引导学生主动探究，培养学生的动手能力和科学探究精神；同时，通过问题引导和讨论，激发学生的思考，提高他们的物理思维能力和分析问题、解决问题的能力。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理选择性必修第二册》教材，并标注本节课的相关内容。

2.辅助材料：准备带电粒子在磁场中运动的动画视频、示意图和表格，以辅助学生理解洛伦兹力与安培力的关系。

3.实验器材：准备电流表、磁铁、导体、电源等，用于演示带电粒子在磁场中的运动实验。

4.教室布置：设置分组讨论区和实验操作台，方便学生进行小组讨论和实验操作。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台发布预习PPT，要求学生观看关于带电粒子在磁场中运动的视频，并完成相关笔记。

设计预习问题：提出“带电粒子在磁场中运动轨迹的形状是什么？”等问题，引导学生思考洛伦兹力的方向和大小。

监控预习进度：通过在线平台监控学生的观看进度和笔记提交情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生观看视频并完成笔记，初步理解带电粒子在磁场中的运动。

思考预习问题：学生通过预习问题思考洛伦兹力的作用，形成初步的物理模型。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主学习了解基本概念。

信息技术手段：利用在线平台进行资源分享和进度监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示带电粒子在磁场中运动的实际案例，引出课题。

讲解知识点：讲解洛伦兹力的计算公式和左手定则，结合实例说明其应用。

组织课堂活动：进行“模拟粒子在磁场中运动”的实验操作，让学生亲身体验。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考洛伦兹力的计算方法和应用。

参与课堂活动：学生分组进行实验，观察并记录带电粒子在磁场中的运动轨迹。

教学方法/手段/资源：

讲授法：讲解洛伦兹力的理论。

实践活动法：通过实验操作，让学生体验物理知识的应用。

合作学习法：分组实验，培养学生的团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：要求学生计算不同条件下的带电粒子在磁场中的运动轨迹。

提供拓展资源：推荐相关物理书籍和在线资源，供学生深入学习。

学生活动：

完成作业：学生独立完成作业，巩固所学知识。

拓展学习：利用推荐资源，进行更深入的学习。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：通过作业和拓展学习，学生反思自己的学习过程。六、学生学习效果学生学习效果

在本节课的学习过程中，学生在以下几个方面取得了显著的效果：

1.理解了带电粒子在匀强磁场中的运动规律

2.掌握了安培力与洛伦兹力的计算方法

学生通过本节课的学习，掌握了安培力和洛伦兹力的计算公式，能够根据给定的速度、磁场强度和电荷量等参数，计算出带电粒子在磁场中受到的力的大小和方向。

3.提高了实验操作能力和数据分析能力

在本节课的实验环节中，学生亲自操作实验器材，观察并记录带电粒子在磁场中的运动轨迹，通过数据分析，验证了洛伦兹力的计算结果。这一过程提高了学生的实验操作能力和数据分析能力。

4.培养了科学探究精神和团队合作意识

在实验和课堂讨论环节，学生积极参与，提出问题、分享观点，培养了科学探究精神。同时，通过小组合作完成实验任务，学生学会了与他人沟通、协作，提高了团队合作意识。

5.拓宽了物理知识视野

本节课涉及了电磁学领域的多个知识点，如电荷、电场、磁场等，学生通过学习，拓宽了物理知识视野，为后续学习奠定了基础。

6.增强了应用物理知识解决实际问题的能力

7.提高了自主学习能力

本节课采用了自主学习法，学生通过预习、课堂讨论和实验操作，逐步掌握知识点。这一过程培养了学生的自主学习能力，为今后的学习奠定了基础。

8.培养了良好的学习习惯

在本节课的学习过程中，学生养成了认真听讲、积极参与课堂讨论、主动思考问题的良好学习习惯，为今后的学习打下了坚实基础。七、作业布置与反馈作业布置：

1.计算题：请学生根据本节课所学的安培力和洛伦兹力计算公式，计算以下问题：

-一带电粒子以一定速度进入匀强磁场，求粒子所受的洛伦兹力。

-一条长直导线通有电流，求导线周围的磁场强度。

-一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，求磁场的方向和粒子的速度。

2.应用题：结合实际情境，设计一个应用题，要求学生运用所学知识解决实际问题。

-假设一束带电粒子以一定速度进入垂直于速度方向的匀强磁场，求粒子运动的半径和周期。

3.思考题：针对本节课的学习内容，提出以下思考题，要求学生进行深入思考并撰写简要答案。

-安培力和洛伦兹力的区别是什么？

-在什么条件下，带电粒子在磁场中会做匀速直线运动？

作业反馈：

1.批改作业：教师应及时批改学生的作业，确保作业的及时反馈。

2.指出问题：在批改过程中，教师应详细指出学生在计算、应用和思考题方面存在的问题，如公式应用错误、计算错误、逻辑不清等。

3.改进建议：针对学生的问题，给出具体的改进建议，如重新计算、查阅相关资料、重新审视问题等。

4.个性化反馈：对于不同层次的学生，教师应给出个性化的反馈，鼓励进步，指出不足。

5.课堂讲解：在下一节课的开始，教师可以选择典型问题进行讲解，帮助学生理解和掌握知识点。

6.小组讨论：鼓励学生在课后进行小组讨论，互相交流学习心得，共同解决作业中的问题。

7.课后辅导：对于作业中表现不佳的学生，教师应提供课后辅导，帮助他们克服学习困难。

8.反馈记录：教师应记录学生的作业反馈情况，作为学生学业评价的依据之一。八、典型例题讲解例题1：一带电粒子在垂直于其速度方向的匀强磁场中以恒定速度v运动，磁场强度为B。求粒子的运动轨迹和周期。

解答：带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，该力始终垂直于粒子的速度方向，因此粒子将做匀速圆周运动。根据洛伦兹力公式F=qvB，可得向心力F_c=mv^2/r，其中m为粒子质量，r为圆周运动的半径。由于向心力由洛伦兹力提供，因此有qvB=mv^2/r，解得r=mv/(qB)。圆周运动的周期T=2πr/v=2π(m/qB)。

例题2：一长直导线通有电流I，导线长度为L，求距离导线x处的磁场强度。

解答：根据比奥-萨伐尔定律，长直导线在距离x处的磁场强度B由以下公式给出：B=μ0I/(2πx)，其中μ0为真空磁导率。

例题3：一束带电粒子以速度v进入垂直于速度方向的匀强磁场B，求粒子的运动轨迹半径。

解答：粒子的运动轨迹半径r由洛伦兹力公式F=qvB=mv^2/r给出，解得r=mv/(qB)。

例题4：一电子以速度v进入垂直于速度方向的匀强磁场B，磁场方向与电子速度方向成θ角，求电子所受洛伦兹力的大小和方向。

解答：洛伦兹力的大小F=qvBsinθ，方向垂直于电子速度方向和磁场方向，根据右手定则确定。

例题5：一质子以速度v进入垂直于速度方向的匀强磁场B，磁场方向与质子速度方向成θ角，求质子的运动轨迹半径。

解答：质子的运动轨迹半径r由洛伦兹力公式F=qvB=mv^2/r给出，解得r=mv/(qB)。由于质子的质量m_p是电子质量e的1836倍，因此r=(1836e)/(qB)v。教学反思与总结今天这节课，我们学习了带电粒子在匀强磁场中的运动，这是一个挺有意思的话题。我觉得整体上，学生们掌握得还不错，但也有些地方可以改进。

首先，我觉得我在导入新课的时候做得还可以。我通过一个简单的实验，让学生们直观地感受到了带电粒子在磁场中的运动。不过，我发现有些学生对于实验现象的理解还不够深入，可能是因为他们对基本概念掌握得不够扎实。所以，我觉得在今后的教学中，我需要更加注重基础知识的复习和巩固。

在讲解知识点的时候，我尽量用通俗易懂的语言，结合实例进行分析。我发现，这样做的效果还是不错的，学生们听起来比较容易理解。但是，我也注意到，有些学生对于公式的推导过程还是有些吃力。这可能是因为他们对数学公式的应用还不够熟练。所以，我打算在接下来的教学中，加强数学与物理的结合，让学生们更好地掌握物理公式。

在实验环节，我让学生们分组进行操作，这样可以培养他们的团队协作能力。但是，我也发现，有些小组在实验过程中存在沟通不畅的问题，导致实验效果不理想。因此，我需要在今后的教学中，更加注重培养学生之间的沟通技巧。

在课堂讨论环节，学生们表现出了很高的积极性，他们提出了很多有价值的问题。这让我感到很欣慰，说明他们对物理学习的兴趣很浓厚。但是，也有一些学生比较内向，不太愿意发言。我需要想办法激发他们的积极性，让他们也能参与到讨论中来。

当然，也存在一些不足之处。比如，我在课堂上对学生的个别指导还不够，有些学生的问题没有得到及时的解答。此外，我也发现，有些学生对于物理学习的兴趣还不够持久，可能在遇到困难时容易放弃。针对这些问题，我打算在今后的教学中采取以下改进措施：

1.加强课堂个别指导，确保每个学生都能得到关注和帮助。

2.设计更多有趣、富有挑战性的物理实验，激发学生的学习兴趣。

3.通过课堂讨论、小组合作等方式，培养学生的合作精神和解决问题的能力。

4.定期进行学习反馈，让学生了解自己的学习进度，及时调整学习策略。

我相信，通过不断的努力和改进，我们的物理教学会越来越出色，学生们也会在物理学习的道路上越走越远。板书设计①带电粒子在匀强磁场中的运动规律

-洛伦兹力公式：F=qvB

-圆周运动半径：r=mv/(qB)

-运动周期：T=2πr/v=2π(m/qB)

②安培力与洛