洛伦兹力的应用+作业设计方案 高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册.docxVIP

《洛伦兹力的应用》作业设计方案

一、作业设计的目标

洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，这部分知识比较抽象但非常重要。作业设计的主要目标首先是让学生理解洛伦兹力的概念、大小、方向等基础知识，并且能够熟练运用公式进行计算。其次呢，要让学生通过作业深入理解洛伦兹力在实际生活中的各种应用，像回旋加速器、质谱仪这些仪器的原理。最后，希望能培养学生的科学思维能力，让他们学会从物理原理去分析和解决实际问题。

就拿我之前教过的一个班级来说吧，有个叫小刚的学生，他对物理实验特别感兴趣。每次上物理实验课的时候，他都特别积极，眼睛里总是闪烁着好奇的光芒。在学习洛伦兹力这部分知识之前，他就老问我一些关于磁场和电荷的问题，比如“磁场是不是到处都有啊”“电荷为啥会受到力的作用呢”。但是当真正开始学习洛伦兹力的时候，他就有点懵了，尤其是在理解洛伦兹力方向的判断和公式的运用上。所以啊，这部分作业要是设计得好，就能让像小刚这样的学生对洛伦兹力有更透彻的理解。

二、作业类型与内容

1、基础型作业

（1）概念巩固

让学生用自己的话描述洛伦兹力的定义，不少于50个字。比如说，洛伦兹力就是磁场对运动电荷的作用力，这个力和电荷的电量、运动速度、磁场的磁感应强度都有关系呢。在描述的时候，要把这些关键要素都包含进去。

填空：洛伦兹力的大小公式为F＝（），其中q表示（），v表示（），B表示（）。这可以帮助学生牢记洛伦兹力大小的计算公式以及公式中每个字母所代表的物理量。

（2）方向判断

给出一些简单的情景，让学生判断洛伦兹力的方向。例如，一个正电荷以速度v垂直进入磁场B中，让学生用左手定则判断洛伦兹力的方向。并且要详细写出判断的步骤，就像先伸出左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。

选择题：下面关于洛伦兹力方向判断正确的是（）。A选项是按照错误的方法判断的，B选项是在特殊情况下的错误判断，C选项是正确的判断方法，D选项是混淆了洛伦兹力和安培力方向判断的情况。通过这样的选择题，可以让学生在对比中更好地掌握洛伦兹力方向判断的正确方法。

2、拓展型作业

（1）公式应用

计算题：一个电子以速度v＝3×10?m/s垂直进入磁感应强度为B＝0.5T的匀强磁场中，求电子所受到的洛伦兹力的大小。在解题过程中，要求学生写出已知条件、所用公式、代入数据的过程以及最后的答案。这样可以培养学生严谨的解题习惯。

简答题：如果一个带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，请推导其运动半径r和周期T的公式。这就需要学生对洛伦兹力和向心力的知识有很好的整合能力，并且能够进行公式推导。

（2）实际案例分析

让学生分析回旋加速器的工作原理。要求画出简单的原理图，并且在图上标注出洛伦兹力在其中的作用。比如，在回旋加速器中，带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用做圆周运动，通过电场不断加速。学生要能够把这个过程详细地描述出来。

讲述质谱仪是如何利用洛伦兹力来测定粒子的质量的。学生要从粒子在磁场中的运动轨迹、洛伦兹力与其他力的关系等方面进行阐述。

3、探究型作业

（1）实验设计

假设给学生提供一些基本的实验器材，如磁铁、带电粒子源、可调节电场的装置等，让学生设计一个简单的实验来验证洛伦兹力的存在和方向。要求写出实验步骤、预期的实验现象以及如何根据现象得出结论。小刚对这个作业就特别上心，他设计的实验步骤特别详细。他先把带电粒子源固定好，然后调整磁铁的位置，让磁场方向垂直于粒子的运动方向。他预期的实验现象是带电粒子会发生偏转，并且根据粒子偏转的方向就可以用左手定则验证洛伦兹力的方向。

（2）科技小论文

让学生查阅资料，写一篇关于洛伦兹力在现代科技中的新应用的科技小论文。字数要求不少于800字。学生需要去有哪些信誉好的足球投注网站洛伦兹力在像磁流体发电、电子显微镜等新科技中的应用，然后进行整理和分析，阐述其原理和重要性。

三、作业难度分层

1、对于学习能力较弱的学生

重点完成基础型作业。在概念巩固作业中，如果描述洛伦兹力定义有困难，可以先从课本上找一些关键句子进行组合。在方向判断作业中，多做一些简单的例题，并且老师可以给予一对一的指导，比如针对左手定则的使用，手把手地教他们如何摆放手指。在做基础型的选择题和填空题时，可以允许他们多参考课本知识点。

2、对于中等学习能力的学生

在完成基础型作业的基础上，要认真做好拓展型作业。在公式应用的计算题中，要求计算准确无误，并且能够对计算结果进行简单的分析。在简答题的公式推导中，要步骤完整、逻辑清晰。在实际案例分析作业中，能够准确地画出原理图，并且对原理的阐述要条理清楚。

3、对于学习能力较强的学生

要高质量地完成基础型和拓展型作业，并且在探究型作业中有更深入的探索。在实验设计作业中，除