高中物理《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》優(yōu)質(zhì)課教案、教學(xué)設(shè)計(jì)

1、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)課題是“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”，人民教育出版社的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)（選修3-1），物理第三章第5 節(jié)內(nèi)容，該課題放在“通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力內(nèi)容之后，意味教材引導(dǎo)教師利用安培力導(dǎo)出洛倫茲力的大小、方向，絕大多數(shù)教師在平時(shí)的也是采用此思路展開(kāi)教學(xué)的；但新課程倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)與社會(huì)、生活實(shí)踐的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)對(duì)過(guò)程和方法的學(xué)習(xí)，為了讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主體，把教學(xué)的重點(diǎn)由學(xué)習(xí)物理知識(shí)變?yōu)樘剿髦R(shí)的過(guò)程，以情景設(shè)疑讓學(xué)生主動(dòng)思考，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究、驗(yàn)證猜想，得出結(jié)論；其探究過(guò)程體現(xiàn)在洛倫茲力方向的判定法則，定性探究洛

2、倫茲力的大小，理論定量探究洛倫茲力的大小，實(shí)驗(yàn)與理論、驗(yàn)證與探究充分表現(xiàn)在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中。二、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能目標(biāo)（1） 知道什么是洛倫茲力。（2） 會(huì)用洛倫茲力解答實(shí)際生活中的有關(guān)問(wèn)題。（3） 會(huì)用左手定則判斷有關(guān)帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向的問(wèn)題。2. 過(guò)程與方法目標(biāo)（1） 通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)探究洛倫茲力的方向研究來(lái)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和觀察能力。（2） 通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)定量探究洛倫茲力的大小培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力和應(yīng)用知識(shí)的能力。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)（1） 通過(guò) “設(shè)問(wèn) 猜想 探究 推理 ”來(lái)體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法。（2） 再合作探究的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。（3）

3、 體會(huì)物理學(xué)習(xí)中的邏輯美，規(guī)律的統(tǒng)一，聯(lián)系生活，激發(fā)求知的熱情。三、教學(xué)重點(diǎn)（1） 洛倫茲力的大小和方向的判定。（2） 初步掌握科學(xué)探究的過(guò)程。四、教學(xué)難點(diǎn)（1） 左手定則的生成過(guò)程及應(yīng)用。（2） 實(shí)驗(yàn)定量探究洛倫茲力的大小。五、教具圓形磁鐵、有顯像管的電視機(jī)、自治旋轉(zhuǎn)液體實(shí)驗(yàn)裝置、顯像管、多媒體設(shè)備六、教學(xué)過(guò)程（一）課題引入創(chuàng)設(shè)情景、設(shè)置疑問(wèn)師：觀看美麗的極光視頻師：美輪美奐的極光現(xiàn)象發(fā)生在什么地方？它又是如何形成的？生（預(yù)測(cè)）。師：帶著這兩個(gè)問(wèn)題，今天我們一起學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力【設(shè)計(jì)說(shuō)明】從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)熱情，引入新課。（二）新課教學(xué)師：上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了電導(dǎo)線在磁

4、場(chǎng)中受到的力，請(qǐng)同學(xué)們猜一猜運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中是4否會(huì)受到的力呢？（課件展示：?jiǎn)栴}1 ）生（預(yù)測(cè)）：有、不一定有師：物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，要用實(shí)驗(yàn)去探究同學(xué)們的猜想是否正確，我們需要磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)電荷，今天我給同學(xué)們帶來(lái)一套實(shí)驗(yàn)裝置：陰極射線管、高壓感應(yīng)圈、條形磁鐵、蹄形磁鐵；下面同學(xué)們按照導(dǎo)學(xué)案上的實(shí)驗(yàn)步驟和組內(nèi)分工，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)去探究運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中是否會(huì)受到力的作用。生：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)師：同學(xué)們已完成實(shí)驗(yàn)操作，哪位同學(xué)能代表你組展示實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果？生（預(yù)測(cè)）：電子束在磁場(chǎng)受到了力作用。師：是由于磁場(chǎng)對(duì)自由電子有力的作用，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。師：像這種運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，在物理學(xué)上，叫：洛

5、倫茲力（板書(shū)：一、洛倫茲力） ,這是以荷蘭物理學(xué)家洛倫茲力名字命名的（課件展示：洛倫茲和洛倫茲力）【設(shè)計(jì)說(shuō)明】1. 將猜想與假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果分析、得出結(jié)論這一完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程作呈現(xiàn)， 告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要性；2. 利用實(shí)驗(yàn)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生探究運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中確實(shí)受到的力，給學(xué)生耳目一新的感覺(jué)，并由學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究得到結(jié)論，對(duì)于他們各方面能力都有所提高。師：我們知道，力是矢量，有大小和方向，結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)和已有的知識(shí)，請(qǐng)?jiān)俨乱徊拢郝鍌惼澚Φ姆较蚺c哪些因素有關(guān)呢？（課件展示：?jiǎn)栴}2）生（預(yù)測(cè)）：與磁場(chǎng)的方向有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向有關(guān)（副板書(shū)）師：要研究這樣一量和

6、多量的關(guān)系，用什么方法？生（預(yù)測(cè)）：控制變量法師：讓我們回到剛才的實(shí)驗(yàn)，如何獲得這三個(gè)物理量的方向呢？（課件展示）生（預(yù)測(cè)）：根據(jù)正負(fù)接線柱可以知道速度的方向根據(jù)磁場(chǎng)的N 極和S 極可以知道磁場(chǎng)的方向根據(jù)電子束的偏轉(zhuǎn)方向可以知道力的方向 師：為了便于記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)大家看我的示范，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟和組內(nèi)分工，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。生：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)師：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)師：我看同學(xué)們已完成實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)各小組到前面來(lái)展示你們組的實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果。生：四組代表到前面展示記錄結(jié)果，師：看看剛才的猜想洛倫茲力的方向與B 的方向、v 的方向有關(guān)是否正確？生（預(yù)測(cè)）：正確，因?yàn)槿绻淖兇艌?chǎng)的方向或改變電荷運(yùn)動(dòng)速度方向，力的方向會(huì)

7、發(fā)生變化師：好的，那三者存在怎樣的空間關(guān)系？生（預(yù)測(cè)）：三者兩兩垂直關(guān)系師：這樣看起來(lái)比較麻煩，可用什么簡(jiǎn)潔的方法體現(xiàn)這三者的方向關(guān)系呢？生（預(yù)測(cè)）：左手定則，（可能會(huì)有伸右手的，如果有伸右手的，就請(qǐng)伸右手的學(xué)生展示描述）師：那你如何把這三個(gè)量的方向在左手上體現(xiàn)呢？生（預(yù)測(cè)）：磁場(chǎng)方向垂直過(guò)掌心，四指指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，大拇指指向洛倫茲力的方向，師：好的，這種判斷方法稱(chēng)為“左手定則”（板書(shū)：二、方向判定法則：左手定則）師：這是我們以正電荷為研究對(duì)象總結(jié)出的法則，如果以自由電子為研究對(duì)象，能得到判定法則嗎？生（預(yù)測(cè)）：只需將四指的指向負(fù)電荷（自由電子）運(yùn)動(dòng)的反方向即可，師：課件展示左手定則的完

8、整內(nèi)容【設(shè)計(jì)說(shuō)明】1 .將猜想與假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果分析、得出結(jié)論這一完整的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程作 呈現(xiàn)，再次告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要性；2 .學(xué)生又分組做旋轉(zhuǎn)液體”實(shí)驗(yàn)，基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生探究得出洛倫茲力的方向與速度方向、磁場(chǎng)方向存在一定關(guān)系，讓學(xué)生找到左手可以表示這些關(guān)系，左手定則就 這樣出現(xiàn)，而非類(lèi)比安培力；潛移默化的告訴學(xué)生這僅僅是一種表示方法。3 .由于學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰赡茌^弱，再加上利用控制變量法、等效替換法等，學(xué)生可 能感到比較困難。師：既然洛倫茲力也用左手定則去判斷，那么它和安培力有什么聯(lián)系嗎？（課件展示）生（預(yù)測(cè)）：宏觀和微觀關(guān)系 師：板書(shū)：三、洛倫茲力和安培

9、力本質(zhì)相同微觀本質(zhì)宏觀體現(xiàn)師：既然安培力和洛倫茲力本質(zhì)相同，那么為什么不叫安培力而叫洛倫茲力呢？師：前后相差70多年時(shí)間，物理學(xué)每向前進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)，都是很不容易的【設(shè)計(jì)說(shuō)明】簡(jiǎn)介物理學(xué)史，提升課堂內(nèi)涵，進(jìn)而落實(shí)情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)。師：探討了方向，請(qǐng)問(wèn)洛倫茲力大小與哪些因素有關(guān)呢？（課件展示）生（預(yù)測(cè)）：與 v大小有關(guān)，與 B強(qiáng)弱有關(guān)，q, m 師：再次回到剛才的實(shí)驗(yàn)，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可用磁體的大小產(chǎn)生的磁場(chǎng)知道，速度的大小可用 電壓大?。妶?chǎng)的強(qiáng)弱知道）知道，按照學(xué)案上實(shí)驗(yàn)步驟和組內(nèi)分工進(jìn)行實(shí)驗(yàn)去定性探究 猜想是否正確。生：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)師：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)師：同學(xué)們已完成實(shí)驗(yàn)操作，哪位同學(xué)能代表你組展

10、示實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果？生（預(yù)測(cè)）：展示實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，定性介紹如果運(yùn)動(dòng)電荷速度確定，磁場(chǎng)越強(qiáng)洛倫茲力越大；如果磁場(chǎng)強(qiáng)弱確定，運(yùn)動(dòng)電荷速度越大洛倫茲力越大。師：那它們之間究竟存在怎樣的定量關(guān)系呢？師：展示課件：有一端長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為 S,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n,每個(gè)自由電荷的電 量為q,定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為 v,把這段導(dǎo)線垂直地放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求：每個(gè)自由電荷受到的洛侖茲力f的大??？X X / X hX（1）寫(xiě)出這段導(dǎo)線中的電流I的微觀表達(dá)式（用 n、q、S、v表示）（2）寫(xiě)出這段導(dǎo)線所受到的安培力 F的表達(dá)式（3）這段導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)電荷的總數(shù) N為多少？（4）導(dǎo)線中所有定

11、向運(yùn)動(dòng)自由電荷所受洛倫茲力f總體效應(yīng)表現(xiàn)為導(dǎo)線所受到的安培力F,寫(xiě)出f的表達(dá)式（用q、v、B表示）生：認(rèn)真閱讀，仔細(xì)思考，組內(nèi)討論，展示理論探究過(guò)程。師：板書(shū)：四、f=qvB師：公式成立的條件是？生（預(yù)測(cè)）：v 和 B 垂直關(guān)系師：如果不垂直呢？生（預(yù)測(cè)）：f=qvBsin 0【設(shè)計(jì)說(shuō)明】由實(shí)驗(yàn)定性探究到理論定量探究，引導(dǎo)學(xué)生自主生成洛倫茲力大小的計(jì)算公式。師：請(qǐng)大家思考我們觀看的極光視頻后留給你的兩個(gè)問(wèn)題？師：大家請(qǐng)看這是電視機(jī)顯像管原理示意圖（課件展示），簡(jiǎn)介電視機(jī)顯像管原理示意圖。師：現(xiàn)在大家能知道圖像變形、偏移的原因了嗎？師生互動(dòng)：完成對(duì)電視機(jī)熒光屏中圖像偏移、變形的分析?！驹O(shè)計(jì)說(shuō)明】再回到新課的開(kāi)始，呼應(yīng)開(kāi)頭，回歸到生活，解決生活的實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。師 （ 課堂小結(jié)）：哪位同學(xué)能對(duì)本節(jié)課進(jìn)行總結(jié)？生（預(yù)測(cè)）：在知識(shí)的層面，在知道運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中確實(shí)受到力的作用，這個(gè)力叫做洛倫茲力，同