12磁场对运动电荷的作用力教学设计-高二下学期物理人教版选择性.docx

《磁场对运动电荷的作用力》教学设计

【教材分析】

本节课选自人民教育出版社选择性必修第二册，第一章”安培力与洛伦兹力”本节课主要讲解磁场对运动电荷的作用力，即洛伦兹力。这包括洛伦兹力的定义、方向判断（左手定则）、大小计算以及洛伦兹力在生产生活中的应用实例。教材通过理论推导和实验验证相结合的方式，让学生深入理解洛伦兹力的本质和特性。对于《磁场对运动电荷的作用力》这一节，教材可先通过提出问题，如“磁场对通电导线有作用力，那么磁场对运动电荷是否也有作用力呢？”，激发学生的探究欲望。然后介绍洛伦兹力的定义，通过理论推导和实验验证相结合的方式，让学生掌握洛伦兹力的方向判断方法和大小计算公式。在思考与讨论的中，设置了显像管原理的示意图，加深学生对洛伦兹力的理解，并了解其在生产生活中的应用。最后进行总结提升，巩固所学知识。在科学漫步环节给出了“正电子的发现”素材，引导学生进行课外思考。教材注重理论与实践相结合，通过设计实验探究环节，让学生亲手操作、观察实验现象，从而直观感受磁场对运动电荷的作用力。这种教学方式有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望，提高学习效果。教材在推导洛伦兹力公式的过程中，强调逻辑推理和模型构建的方法。通过引导学生从宏观的安培力公式推导出微观的洛伦兹力公式，培养学生的逻辑思维能力和模型构建能力。

教材不仅关注知识的传授和技能的培养，还注重科学态度与价值观的培养。通过介绍洛伦兹力在生产生活中的应用实例，引导学生体会物理知识与科学技术的紧密结合关系，培养学生的科学思维和研究方法，以及理论联系实际、解决实际问题的能力。

【学情分析】

磁场基础知识：学生已经学习了磁场的产生、磁感线、磁感应强度等基本概念，对磁场有了初步的认识和理解。安培力：学生已经掌握了磁场对通电导线的作用力——安培力的相关知识，包括安培力的大小计算公式、方向判断方法等。这些知识为学习洛伦兹力提供了必要的铺垫。

力学和电学基础：学生已经学习了力学和电学的基础知识，如牛顿运动定律、动量定理、电场力等，这些知识对于理解洛伦兹力对运动电荷的作用至关重要。知识接受能力强：高二学生经过一年的高中物理学习，已经具备了一定的物理学科素养和逻辑思维能力，对于新知识的接受能力强。好奇心强：高二学生正处于青春期，对未知世界充满好奇，喜欢探究事物的本质和规律。因此，通过实验演示和理论推导相结合的教学方式，可以很好地激发学生的学习兴趣和探究欲望。

抽象思维逐渐发展：高二学生的抽象思维逐渐发展成熟，能够从具体现象中抽象出一般规律。因此，在教学过程中要注重培养学生的抽象思维能力，引导他们从实验现象中抽象出洛伦兹力的概念和规律。

【核心素养目标】

1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。（物理观念）

2.知道安培力是洛伦兹力的宏观表现。（物理观念）

3.会计算垂直于磁场方向进入匀强磁场的带电粒子受到的洛伦兹力的大小。（科学思维）

4.通过观察、分析、推理、实验，体会科学研究的思维方法：推理猜想实验验证。（科学探究）

5.经历洛伦兹力公式的推导过程。（科学探究）

6.通过实验探究和实验验证，掌握左手定则判断洛伦兹力方向的方法。（科学探究）

7.增强实验探究及运动知识解决实际问题的能力。（科学态度与责任）

【学习重点和难点】

重点：洛伦兹力方向的判断；洛伦兹力大小的计算。

难点：洛伦兹力公式的推导和验证

【学习方法】

体验式、启发式、交流分享、自主学习与合作学习相结合。

【学生活动】

一．新课引入

通过前面几节课的学习，我们已经掌握了磁场对通电导线的作用力安培力，请同学们思考以几个问题。

（1）如果导线不通电，磁场对导线还会产生安培力吗？

（2）为什么磁场对通电导线产生安培力，而对不通电导线不产生安培力呢？

（3）导线中的电流是怎样形成的？

二．课堂教学

任务1：探究磁场对运动电荷是否有力的作用

【提出问题】磁场对运动电荷有作用力吗？

【合理猜想】安培力是磁场对通电导线的作用力，通电导线是电流的载体，而电流是由电荷的定向移动形的，磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电可能有力的作用。

【实验验证】

实验序号

磁场方向

电子受力偏转方向

电子运动方向

介绍阴极射线管：它是一个真空管，两极间加高电压，从阴极发射出来的电子，在压作用下，加速向阳极运动形成电子束，途中撞击到长条形荧光屏上产生荧光效应，显示电子束的运动轨迹。教师用条形磁铁靠近真空管，发现电子的运动轨迹发生偏转，说明磁场对运动电荷有作用力，猜想正确。

任务2：探究判断洛伦兹力方向的方法

【实验探究】

将U形磁铁按照以下方式放置，观察电子束的偏转方向。

（1）N极在外，S极在里；（2）N极在里，S极在外

（3）N极在上，S极在下；（4）N极在下，