《磁場對運動電荷的作用力》說課稿(總4頁)

磁場對運動電荷的作用力-說課教案北師大三附中物理組 呂旭其一、說教材，:上課用到的教材是人民教育出版社選修3-1第三章第五節(jié)。它的地位是：本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，還是力學分析中重要的一部分。它的作用是：學好本節(jié)，對以后力學綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關系解力學問題，有很大的幫助。它的地位是：教材首先通過觀察演示實驗，討論洛倫茲力的方向，然后將安培力看作是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，通過安培力公式導出洛倫茲力的公式，這一部分是學生的一個理論探究活動。二、說學情考慮到洛侖茲力的抽象性，從以下三個方面處理：（1）洛侖茲力屬于微觀力學范疇，充分利用實驗讓學生從感性知識入手，激發(fā)學生的興趣。（2）從已知的安培力產生的本質原因入手，來解決這個問題會使學生更容易接受洛侖茲力大小及方向與已知的安培力的關系。（3）利用洛侖茲力與速度垂直聯(lián)想學過的勻速圓周運動來減低難度。根據(jù)如上分析，可確定出本節(jié)教學的三維目標。三、三維教學目標1、在物理知識與技能的教學目標：說出洛侖茲力產生及其條件。部分同學能夠推導計算洛侖茲力大?。╢=qvBsin）能夠運用左手定則判斷洛侖茲力的方向。說明帶電粒子在勻強磁場中垂直于磁場方向運動時，為什么會做勻速圓周運動。2、過程與方法的教學目標：描述通電導線在磁場中的受力是其中運動電荷在磁場中受到洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。由宏觀的安培力來推導微觀的洛侖茲力的大小和方向。通過觀察演示實驗認識并驗證帶電粒子在勻強磁場中的受力情況，借此培養(yǎng)學生觀察能力、分析問題的能力。推導帶電粒子做圓周運動的半徑公式與周期公式。3、情感態(tài)度與價值觀的教學目標：引導學生用分析猜想、實驗觀察、理論驗證的科學方法探求新知識，增強他們的科學能力。讓學生在主動參入過程中，體驗解決問題的愉悅。四、重點、難點分析重點使學生理解安培力產生的根本原因是運動粒子在勻強磁場中受到洛侖茲力的作用，并掌握計算洛侖茲力的大小、判斷洛侖茲力方向的方法。（實驗）推導洛侖茲力大小的計算公式（f=qvB）有些抽象，學生不易認識和理解，是教學的難點，并要明確其條件。通過對運動電荷所受洛侖茲力的分析及觀察演示實驗，讓學生分析得出帶電粒子垂直于磁場方向運動時，做勻速圓周運動。（實驗）五、說教法、學法教學時采用分析推理、思考討論、歸納總結相結合的方法。學生可通過觀察電子束在磁場中的偏轉情況研究洛倫茲力的方向，體驗研究物理學的實驗方法。對比安培力和洛倫茲力，從理論上導出洛倫茲力公式，認識科學探究方法的多樣性。六、實施教學過程（1）、回憶復習：安培力是怎樣產生的？大小和方向如何？電流的微觀表達式是怎樣的？（2）、新課引入（推理-猜想-實驗觀察）推理：磁場對電流有安培力的作用，而電流是由電荷的定向移動形成的。學生猜想：磁場對運動電荷有（無）作用力驗證：演示實驗現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進的，若把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，電子束運動的徑跡發(fā)生了彎曲。說明：運動電荷受到磁場的作用力-洛倫茲力。（3）、洛倫茲力的大小公式推導：引導學生建立電流微觀模型進行分析，教師可結合課件演示該模型，給學生動態(tài)、形象的展示。電流微觀表達式：I=nqvs (n:單位體積自由電荷數(shù)；q:每個自由電荷電荷量；v:電荷定向移動平均速率；s:導體橫截面積。)載流導線所受安培力：F=BIL （B與I垂直）F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs為這段導線含有的運動電荷數(shù))得f=qvB (電荷q所受的洛倫茲力)最后指出三種情況下洛倫茲力的大小 電荷運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力最大；電荷運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力為0；電荷運動方向與磁場方向成任意夾角時，洛倫茲力介于0和最大之間。（4）、洛倫茲力的方向判斷左手定則：磁感線B垂直穿入手心正電荷運動方向v四指指向正電荷所受洛倫茲力方向-姆指指向(運動的負電荷在磁場中所受的洛倫茲力方向與正電荷受的力相反).提醒學生注意：電荷所受的洛倫茲力既垂直于磁場方向，又垂直于電荷運動方向。即垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面。（5）、洛倫茲力的特點方向判斷討論：洛倫茲力對在磁場中運動的帶電粒子是否做功？由于洛倫茲力始終垂直于電荷的運動方向，所以它對電荷不作功，不改變運動電荷的速率和動能，只能改變電荷的運動方向使之偏轉。（6）、帶電粒子在洛倫茲力下的圓周運動七、教學小結（1）、洛侖茲力作為一種力具有力的共性，即力的三要素：大小、方向、作用點。也具有不同于其他性質的力的個性，即不做功。這種個性科學技術上具有非常重要的意義。在許多科學儀器和工業(yè)設備，例如質譜儀，粒子加速器，電子顯微鏡，磁鏡裝置，霍耳器件中，洛倫茲力都有廣泛應用。（2）、我們深入安培力微觀實質得出了洛侖茲力，也就是安培力和洛侖茲力的本質是相同的，但洛侖茲力跟根本更廣泛，磁場不但對運動的基本粒子有力的作用，而且對運動的帶電體有力的作用。洛倫茲力既適用于宏觀電荷，也適用于微觀帶電粒子。電流在磁場中所受安培力就是其中運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。（3）、我們學到了從舊知識生成新知識的方法之一，即從宏觀深入到微觀。