洛伦兹力+教学设计 高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册.docxVIP

1.2《洛伦兹力》教学设计

一、教材分析

本节是鲁科版教材中的选择性必修第二册第1章第2节，主要介绍磁场对运动电荷的作用力，通过实验探究洛伦兹力方向的判定方法，并由安培力理论推导出洛伦兹力的大小，分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹，导出轨迹半径和周期。本节既是上一节安培力内容的延续和深化，也是解释与微观带电粒子运动有关的宏观物理现象的基础，在学生的知识结构和认知领域上都起着承上启下的作用。

二、课标分析

《普通高中物理课程标准》的内容标准中，涉及本节的内容有：“能用洛伦兹力分析带

电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及应用。”根据课标要

求，学生要通过实验和理论推导，学会判断洛伦兹力方向和计算洛伦兹力大小，能用洛伦兹

力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，进而将所学知识应用到生产生活中。

三、学情分析

探究洛伦兹力所需要的知识和原理包括安培力公式、电流的微观表达式以及磁感应强度

等，在本节之前的学习中均有涉及。因此学生具备相应的知识基础参与本节的探究过程。

四、重难点分析

重点：安培力本质的理解，洛伦兹力方向的判断和大小的计算

难点：理解洛伦兹力是安培力的微观本质，洛伦兹力计算公式的推导过程

五、学习目标

物理观念

(1)通过实验,认识洛伦兹力,了解洛伦兹力在生产生活中的应用

(2)了解霍尔元件的基本构造及工作的基本原理

科学思维

(1)能判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小

(2)经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法

(3)能推导出垂直入射的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，并推导运动的半径、周期公式，解答简单问题。

科学探究

通过实验探究影响洛伦兹力的方向和大小的因素

科学态度与责任

认识霍尔元件,体会物理知识与科学技术的关系

教学

环节

教学活动

发生顺序

教师活动

学生活动

设计意图

1．引入

事件1

电动车车把是如何改变电动车车速的？

课前预习

设置悬念，激发兴趣和求知欲

2．定义洛伦兹力

事件2

分组实验：观察阴极射线在磁场中的

偏转，思考并回答下列问题。

（1）把条型磁铁N极垂直于荧光屏

从前方靠近阴极射线管，电子的轨迹

发生了什么变化？说明了什么？猜

测其受力方向并在图中标出。

（2）将磁铁N、S极的位置对调，观

察阴极射线的轨迹是否发生变化？

说明了什么？猜测其受力方并在图

中标出。

个别学生回答：现象：当阴极射线管的

周围不存在磁场时，电子的运动轨迹是直线；当阴极射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线；当调转磁极时，电子偏转方向发生改变。结论：磁场对运动电荷有力的作用。

对现象有直观的认知

3.探

究洛

伦兹

力的

方向

事件3

（1）对比安培力和洛伦兹力，两者

有什么关系和区别？

（2）通过对比安培力和洛伦兹力关

系，猜测如何判断洛伦兹力的方向？

（3）思考洛伦兹力方向与磁场方向

和电荷的运动方向有什么关系？它

在改变带电粒子运动时有何作用？

洛伦兹力对带电粒子做功吗？

学生思考回答：

1、安培力洛伦兹力的宏观表现。

2、洛伦兹力方向由左手定则判定：伸出左手，拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇

指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。负电荷所受力的方向与正电荷所受力的方向相反。

3、洛伦兹力与磁场方向垂直，与速度方向垂直，对带电粒子不做功，只改变速度的方向不改变速度的大小。

通过实验探究猜测洛伦兹力方向的判定方法并验证

4．探

究洛

伦兹

力的

大小

事件4

猜测安培力和洛伦兹力的大小关系？

学生思考、讨论得到

相关物理关系：

I=

I=nqsv

F=nf

事件5

模型建立:如图设导线横截面积为S，单位体积中含有的自由电子数为n，每个自由电子的电荷量为e，定向移动的平均速率为v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。截取一段长

度l＝vΔt的导线。

思考一:

（1）这段导线中所含的自由电子数N

（2）通过导线横截面的电荷Δq

（3）通过导线的电流I

（4）这段导线所受到的安培力F

（5）每个自由电子所受到的洛伦兹力f

学生思考、讨论得到洛伦兹力的表达式

f=qvB

培养学生物理模型建构能力

事件6

思考：

（1）上面推导出的洛伦兹力大小计

算公式的使用条件是什么？

（2）当电荷速度v的方向与磁感应

强度B的方向平行时，洛伦兹力的大小f如何？

（3）当电荷速度v的方向与磁感应

强度B的方向夹角为θ时，洛伦兹力的大小f该怎样来计算？试推导。

归纳总结：洛伦兹力的大小：

f＝qvBsinθ，θ为电荷运动的方向与磁感

应强度