高中物理磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力教學(xué)設(shè)計(jì)

高中物理《磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析《磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》是高二物理選擇性必修第二冊第一章第二節(jié)的內(nèi)容。洛倫茲力的方向和大小是本節(jié)教材內(nèi)容的重點(diǎn)。教材中用電子束在磁場中的受力偏轉(zhuǎn)進(jìn)行演示，表明電子束受到磁場的力的作用，直接給出洛倫茲力的定義，并揭示安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，從而得到洛倫茲力方向的判定方法以及表達(dá)式。這個(gè)過程中學(xué)生缺乏感知與體驗(yàn)，所以教師可以設(shè)計(jì)利用方便操作的自制器材讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究的過程，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面認(rèn)識洛倫茲力。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究的科學(xué)研究方法，為學(xué)生的終身發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課是培養(yǎng)學(xué)生思維的研究課，聯(lián)系生活的應(yīng)用課，也是后面課程中知識的鋪墊課。所以本節(jié)課在本章中具有重要的地位和作用。二、學(xué)生分析本節(jié)內(nèi)容安排在安培力之后，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了左手定則的使用方法和安培力的表達(dá)式。通過安培力與洛倫茲力的關(guān)系，逐步學(xué)會(huì)分析洛倫茲力的大小和方向就比較容易了。但是洛倫茲力比較抽象，如果能夠通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)學(xué)生，而不僅僅只是教師演示，那么學(xué)生對于洛倫茲力的認(rèn)識就會(huì)相對具體和形象，也會(huì)大幅度提升本節(jié)課的教學(xué)效率。因此在教學(xué)過程中，要讓全體學(xué)生主動(dòng)參與、積極探索。通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)科思維，體會(huì)成功的喜悅，樹立物理學(xué)習(xí)的自

信心。三、教學(xué)目標(biāo)1.通過演示實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識洛倫茲力。2.通過小組探究，能判斷洛倫茲力的方向，體會(huì)模型建構(gòu)的方法。3.通過小組探究與演繹推理，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。4.了解顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理，體會(huì)物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.會(huì)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向2.會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小五、教學(xué)方法演示法、探究法、講解法、多媒體教學(xué)等六、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、思維導(dǎo)圖、探究洛倫茲力自制教具、視頻片段、電子束演示器、條形磁鐵、Nacl溶液、磁鐵等七、教學(xué)流程設(shè)計(jì)1、演示實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入師：磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，大家會(huì)想到什么？生：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷可能有力的作用。師：那我們通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)磁場對運(yùn)動(dòng)電荷是否有力的作用？師：介紹實(shí)驗(yàn)儀器及其原理，請同學(xué)們注意觀察插入碳棒、加上磁鐵、撤去碳棒后溶液的變化情況。生：認(rèn)真觀察溶液的變化。師：同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象？生：插入碳棒后，溶液沒有明顯變化，加上磁鐵后溶液發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，撤去碳棒后，溶液逐漸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。師：為什么溶液會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)？生：溶液受到力的作用。師：從上述現(xiàn)象我們能得到什么結(jié)論？生：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用2、洛倫茲力的方向板書：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力稱為洛倫茲力。師：洛倫茲力是標(biāo)量還是矢量呢？生：矢量師：那么洛倫茲力應(yīng)該有大小和方向，下面我們一起來探究洛倫茲力的方向。請同學(xué)們以小組為單位按照要求完成任務(wù)一。生：小組合作完成實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生展示：描述實(shí)驗(yàn)過程，得出影響洛倫茲力方向的因素：磁場的方向和運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向。師：引導(dǎo)學(xué)生用三色棒模擬洛倫茲力、磁場方向和電荷的運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系。生：三者之間兩兩垂直。師：引導(dǎo)學(xué)生用左手定則判定洛倫茲力的方向。揭示安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋。生：使用左手定則完成洛倫茲力的判定。3.影響洛倫茲力大小的因素

師：洛倫茲力的大小與什么因素有關(guān)呢，請同學(xué)們以小組為單位，根據(jù)要求完成任務(wù)二：探究影響洛倫茲力大小的因素。生：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生展示：猜想影響因素為磁場的強(qiáng)弱和電荷的運(yùn)動(dòng)快慢。保持電池?cái)?shù)量不變，分別加上一塊磁鐵和兩塊磁鐵，發(fā)現(xiàn)加兩塊磁鐵時(shí)的溶液轉(zhuǎn)動(dòng)速度更快。保證磁鐵數(shù)量不變時(shí)，改變電池的節(jié)數(shù)，發(fā)現(xiàn)電池?cái)?shù)量越多，溶液轉(zhuǎn)動(dòng)越快。師：剛才同學(xué)們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量的思想方法，得出影響洛倫茲力方向的因素，下面我們通過理論推導(dǎo)洛倫茲力的表達(dá)式。4.

理論推導(dǎo)洛倫茲力的表達(dá)式師：引導(dǎo)學(xué)生通過四個(gè)問題，得出洛倫茲力的表達(dá)式。生：思考并寫出推導(dǎo)過程。師：剛才的推導(dǎo)結(jié)論適用于速度方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的情形。師：當(dāng)速度方向與磁場方向不垂直時(shí)，洛倫茲力如何？5.

應(yīng)用：顯像管的工作原理師：介紹顯像管的構(gòu)造及工作原理生：用電子束演示儀模擬體會(huì)電子束的磁偏轉(zhuǎn)，學(xué)生按照要求給電子束施加磁場，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)。6.小結(jié)：通過畫思維導(dǎo)圖的方式引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)內(nèi)容。7.當(dāng)堂檢測生：學(xué)生獨(dú)立完成后師：利用展臺投影進(jìn)行展示與評價(jià)。

教學(xué)反思在課堂教學(xué)中設(shè)計(jì)了三個(gè)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)探究洛倫茲力的方向同時(shí)體會(huì)模型建構(gòu)的思想、實(shí)驗(yàn)探究洛倫茲力大小的影響因素、理論推導(dǎo)洛倫茲力的表達(dá)式。在這個(gè)過程中，我本著開放性的原則，組織和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)探究和學(xué)習(xí)。依據(jù)新課程和新教材中對創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的倡導(dǎo)，我設(shè)計(jì)了適合學(xué)生實(shí)際的課堂探究活動(dòng)，給予學(xué)生實(shí)踐、思考、聯(lián)想、創(chuàng)新的時(shí)間和空間，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極、主動(dòng)地參與教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生自覺地獲取知識，同時(shí)體驗(yàn)物理概念形成和規(guī)律得出的過程與方法。在應(yīng)用環(huán)節(jié)，我認(rèn)為學(xué)生要了解顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理，體會(huì)物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。所以我用電子束演示器模擬電視機(jī)顯像管，讓學(xué)生用磁鐵靠近電子束，使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。既是對左手定則的應(yīng)用，也能讓學(xué)生切身地體會(huì)到磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。受器材的限制，課堂中這一環(huán)節(jié)的教學(xué)效果并不是很理想。如果能實(shí)現(xiàn)學(xué)生操作的大屏幕同步呈現(xiàn)，讓更多的學(xué)生觀察到偏轉(zhuǎn)就會(huì)更好。另外，此處還可以加入我國在磁偏轉(zhuǎn)方面的科技成就，學(xué)生在增加民族自豪感的同時(shí)也能進(jìn)一步體會(huì)物理與科技、社會(huì)的緊密聯(lián)系。在小結(jié)部分，采用畫思維導(dǎo)圖的方式幫助學(xué)生構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)體系。還可以加入上一節(jié)學(xué)習(xí)過的安培力，并且構(gòu)建兩者之間的關(guān)系。課堂教學(xué)是師生互動(dòng)、生生互動(dòng)共同實(shí)現(xiàn)具體發(fā)展目標(biāo)的過程。新