中學(xué)物理教研組汪婧姝《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》

《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》課時(shí)1學(xué)段學(xué)科高中物理選修3-1教材版本普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書作者人民教育出版社課程教材研究所物理課程教材研究開發(fā)中心學(xué)校哈爾濱市第十三中學(xué)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力：知道什么是洛侖茲力，電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷受到的洛侖茲力最大會(huì)用左手定則解答有關(guān)帶電粒子在磁場(chǎng)中受力方向的問(wèn)題過(guò)程與方法通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力由電流所受安培力推導(dǎo)出帶電粒子受的洛侖茲力的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力、分析推理能力;通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M電視機(jī)內(nèi)的掃描原理，進(jìn)一步將理論學(xué)習(xí)和實(shí)際聯(lián)系到一起情感與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法論思想：“推理—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)洛倫茲力方向的判斷——左手定則 洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)三、學(xué)情分析理論推導(dǎo)，分析歸納，交流討論，分組實(shí)驗(yàn)四、教學(xué)方法PPT培養(yǎng)皿，銅極，碳酸氫鈉電解質(zhì)溶液，磁鐵，學(xué)生電源，痱子粉，導(dǎo)線五、教學(xué)過(guò)程引課：新課開始前先來(lái)看一段視頻師：這是人們想像地球失去地磁場(chǎng)保護(hù)的場(chǎng)景，同學(xué)們都看到什么想象呢？師：由此我們可以發(fā)現(xiàn)地磁場(chǎng)對(duì)我們是非常重要的，從1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，開始，人們不斷探索電和磁之間的關(guān)系，受此啟發(fā)，法國(guó)的物理學(xué)家安培通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，磁場(chǎng)對(duì)放入其中的通電導(dǎo)線有力的作用，就是安培力，既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，而電流是由運(yùn)動(dòng)電荷的定向移動(dòng)形成的，那么，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是否也具有力的作用呢？今天我們就來(lái)一同研究這個(gè)問(wèn)題師：我們先做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)師：這是陰極射線，陰極通過(guò)狹縫發(fā)射電子，電子束在陰陽(yáng)極高壓作用下轟擊長(zhǎng)條形熒光屏，發(fā)出熒光，從而顯示出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。操作：接通電源操作：將S極靠近再變換磁極電子束的偏轉(zhuǎn)能說(shuō)明什么？看來(lái)磁場(chǎng)確實(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷存在力的作用通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證洛倫茲力的方向與什么有關(guān)器材：培養(yǎng)皿，銅極，碳酸氫鈉電解質(zhì)溶液，磁鐵，學(xué)生電源，痱子粉，導(dǎo)線原理：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力實(shí)驗(yàn)步驟：學(xué)生實(shí)驗(yàn)部分：學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象師：請(qǐng)同學(xué)們一分鐘快速連接實(shí)驗(yàn)器材，接通電源，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)同學(xué)們可以自己選擇磁場(chǎng)的方向和電流的方向，再接通電源，根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，判斷洛倫茲力的方向和什么有關(guān)？另外一名同學(xué)利用手邊的橡皮泥和吸管記錄，注意不同顏色代表不同的物理量學(xué)生實(shí)驗(yàn)展示，學(xué)案講解師：可見左手定則仍然適用于洛倫茲力方向的判斷，但是有一點(diǎn)不同，正因?yàn)槁鍌惼澚Ξ?dāng)中有負(fù)電荷，而負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的判斷方式又和正電荷的運(yùn)動(dòng)的判斷方式相反，所以這部分容易錯(cuò)，考試經(jīng)常出，遇到這類問(wèn)題時(shí)首先判斷運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)。師：洛倫茲力和安培力的方向的判斷為什么都能用左手定則去判斷，這是因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)電流的作用力，本質(zhì)上是作用在電荷上的。電荷定向移動(dòng)時(shí)所受的洛倫茲力的矢量和，在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力，那么我們可不可以由安培力的表達(dá)式導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式呢？我們只談?wù)撟詈?jiǎn)單的情況，磁場(chǎng)和電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直！理論推導(dǎo)：洛倫茲力的表達(dá)式問(wèn)題1.要使電子打在O點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?-——不加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2.要使電子打在A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?——垂直紙面向外3.要使電子打在B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?——垂直紙面向里4.要使電子從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？———先垂直紙面向外并逐漸減小,后垂直紙面向里并逐漸增大.師：非常好這就是最早的電視機(jī)的