高中物理 第一章 2磁场对运动电荷的作用力 教案2.docx

优秀教案系列

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第2节磁场对运动电荷的作用力

教学分析

教学分析

教学目标

1.通过实验探究,知道磁场对运动电荷有力的作用。知道什么是洛伦兹力,会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

2.知道磁场对电流的作用力(安培力)实质是磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)的宏观表现。掌握洛伦兹力大小的推导过程。

3.从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小,使学生建立宏观、微观的概念,感受物理规律的统一美。

4.了解电视显像管的基本构造和工作原理。

教学重难点

重点:洛伦兹力方向的确定和大小的计算。

难点:实验结合理论探究洛伦兹力的方向,通过安培力的公式推导洛伦兹力的公式。

疑点:磁场对运动的电荷有力的作用,而对静止的电荷却没有作用力。

教学方法

小组合作探究法、画图法、讲授法、讨论法、视频展示法。

课时安排

1课时

教学准备

白纸、圆规、马克笔、多媒体辅助教学设备、学案等。

教学

教学设计

教学环节

教学过程

设计意图

评价维度

一、课前

准备

[课前练习]复习带电粒子对通电导线的作用力。

图1.2-5

练习:如图1.2-5所示,平行金属导轨PQ与MN都与水平面成θ角,相距为l。一根质量为m的金属棒ab在导轨上,并保持水平方向,ab棒内通有恒定电流,电流大小为I,方向从a到b。空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场,ab棒在磁场力作用下保持静止,并且棒与导轨间没有摩擦力。求磁感应强度B的大小和方向。

解析:金属棒受力如图1.2-6所示,

图1.2-6

根据力的平衡条件可知F安=mgsinθ

而F安=BIl

可得B=mg

由左手定则可知,磁感应强度B的方向垂直于导轨平面斜向下。

答案:mgsinθ

知识梳理:安培力的方向,左手定则的使用方法;安培力大小的计算;安培力和导轨受力分析的结合计算。

以此为基础,我们展开本节课的学习。

复习带电粒子对通电导线的作用力,会计算其大小并且会运用左手定则,为本节课的后续讲授奠定基础。

能否对由简单到复杂的物理问题进行分析和推理,获得结论并作出解释,能否运用数学方法顺利解决物理问题,深入探究问题。

二、课堂

引入

[情境引入]电流是怎样形成的?运动电荷会受到磁场力吗?

[视频展示]阴极射线中的电子束在磁场中发生偏转(如图1.2-7)。

图1.2-7

[实验观察]电子束偏转实验的原理剖析图。

图1.2-8

[提出问题]带电粒子在磁场中运动时是否受到力的作用?

[学生回答]电子束发生了偏转,说明有力的作用。

[教师总结]板书呈现课题——洛伦兹力,引导学生进入本课的学习过程,明确本课的基本教学目标。

通过师生问答促进深度思考,引入学习主题。

能否理解加速度这一物理概念的意义。

续表

教学环节

教学过程

设计意图

评价维度

三、科学推理与科学论证:洛伦兹力的方向和大小

洛伦兹力的方向

[提出问题]洛伦兹力的方向如何判断?

[师生对话]从安培力的方向出发,分析得出洛伦兹力的方向。

抽成真空的玻璃管的左右两极分别连接到高压电源的两极时,阴极会发射电子。电子在电场力的作用下飞向阳极。

没有磁场时,电子束的径迹成一直线。如果在电子束的路径上施加磁场,电子束会发生弯曲。改变磁场方向,使其与原来方向相反,电子束会向相反方向弯曲。

[师生对话]运动的带电粒子在磁场中所受到的洛伦兹力的方向,与运动方向和磁感应强度的方向都垂直。

[规律总结]洛伦兹力的方向可以依照左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

[问题解决]试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向、带电粒子的电性或带电粒子的运动方向。

图1.2-9

[师生对话]洛伦兹力的方向判断方法和安培力的方向判断方法类似,运用左手定则,注意四指方向是带电粒子运动方向。

图1.2-10

通过分组作图讨论,分析归纳出洛伦兹力的大小及其方向的判断方法。

对所设计的探究问题进行观查归纳、分析和推理,获得结论并作出解释;能否恰当使用证据证明物理结论;能否对已有结论提出有依据的质疑,采用不同方式分析解决物理问题。认识到物理研究是由简单到复杂的创造性工作;坚持实事求是的科学态度。

续表

教学环节

教学过程

设计意图

评价维度

三、科学推理与科学论证:洛伦兹力的大小和方向

(续图)

图1.2-10

[规律总结]洛伦兹力的作用特点:

图1.2-11

1.洛伦兹力垂直于B、v所在的平面。

2.洛伦兹力