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1、第五节 探究洛伦兹力说课稿高二物理备课组 冯少辉一、教材分析本节课是沪科版高中物理教材选修3-1第五章磁场与回旋加速器的第五节内容。高中物理课程标准对这一节要求是“通过实验，认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。”这一节研究洛伦兹力是磁场与回旋加速器这章的重要内容，既是安培力的延续，又是后面学习带电粒子在磁场中运动的基础，是力学分析中重要部分。掌握好本节对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。二、教学目标知识与技能：1、知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向；2、知道洛伦兹力大小的推导过程；3、会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工
2、作原理。过程与方法：1、通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力；2、通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力；3、通过演示实验，培养学生的观察能力。情感态度与价值观：培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力通过实验，认识洛伦兹力。三、教学重点、难点：重点：洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。四、教法、学法分析这节课主要采取讲授法、实验法、讨论法教学模式。教学时采用事实引入、科学猜想、实验验证、推理判断、归纳总结相结合的方法。以数学方法和实验为重要手段，同时辅以必要的多媒体手段，增强感性认识。学生可通过观察电子束在磁场
3、中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。观察动画视频，加深对微观世界的理解。五、教学程序设计1、创设情境引入课题：展示美丽的极光图片，观看神奇的极光短片。请问这些美丽的极光一般出现在什么区域？（地球的南、北极地区）极光是来自大气外的宇宙射线（即一束束高速带电粒子流）撞击大气中的粒子（氧、氮原子），使之电离发光。从四面八方射向地球的带电粒子，只有南北两极附近的粒子可以到达地球，其余的粒子则由于受到地球磁场的作用运动方向发生了改变，无法到达地球。带电粒子在地球磁场的作用下运动方向为什么会发生了改变？学生猜想
4、：磁场对运动电荷有（无）作用力验证：介绍阴极射线管原理；演示电子束在有磁场作用下发生偏转。现象：在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，若把射线管放在蹄形磁铁的两极间，电子束运动的径迹发生了弯曲。说明：运动电荷受到磁场的作用力-洛伦兹力。2、洛伦兹力的方向判断左手定则引导学生回忆如何用左手定则来判断安培力的方向，过渡到洛伦兹力方向的判断上。先让学生进行判断，再通过演示实验进行验证。用PPT课件演示f、V、B三者的方向关系。注意：1）在应用左手定则时学生容易犯一个错误，将四指指向电荷运动方向而忘记了区分正负电荷，因此要强调左手定则中四指的方向是正电荷的方向。2）电荷所受的洛伦兹力既垂直于磁场方向，
5、又垂直于电荷运动方向。即垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面。讨论：洛伦兹力对在磁场中运动的带电粒子是否做功？（由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不作功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。）3、洛伦兹力的大小（事实引入，公式推导，归纳总结）两点事实：、安培力是每一个运动电荷受洛伦兹力的合力。、建立导线中电流的微观模型（多媒体手段辅助）。公式推导（本节难点）：理解电流微观表达式：I=nqvs (n:单位体积自由电荷数；q:每个自由电荷电荷量；v:电荷定向移动平均速率；s:导体横截面积。)载流导线所受安培力：F=BIL （B与I垂直）F=(nqvs)B
6、L=(nLs)qvB (nLs为这段导线含有的运动电荷数)得f=qvB (电荷q所受的洛伦兹力)归纳总结：电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大；电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为0；电荷运动方向与磁场方向成任意夹角时，洛伦兹力介于0和最大之间。当v与B不垂直时，F=qvBsin (为v与B的夹角)。4、洛伦兹力的实际应用既然我们已经知道的洛伦兹力大小和方向的判断方法，请学生试着分析地磁场对宇宙射线的阻挡作用和极光为什么总是出现在两极？（地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱）。同时可请两位学生分别扮演地球和从宇宙射来的带电粒子，模拟带电粒子在地磁场作用下的
7、偏转情况。电视显像管的工作原理:（1）原理：应用电子束磁偏转的道理。（2）构造：由电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等组成，介绍各部分的作用。按照课本“思考与讨论”，学生分组讨论，得出结论。五、课堂小结安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。洛伦兹力的方向：左手定则洛伦兹力大小：电荷的运动方向与磁场方向垂直，F洛=qvB电荷的运动方向与磁场方向平行，F洛=0当v与B既不垂直，又不平行时，F洛=qvBsin六、教学反思本节从事实引入，使学生经历了科学猜想、实验验证、推理判断、归纳总结等过程，能从感性到理性对洛伦兹力进行了认识，思维、公式推导等能力都得到了锻炼和提升。但学生对电流的模型的微观认识不足，可能导致在推导过程受到障碍，必须将模型简化并辅以多媒体手段。同时，学生可能一时无法深入理解安培力与洛伦兹力的关系，也不理解为什么洛伦兹力不做功而安培力可以。这些，在本节教学时先弱处理，需要在进一步的学习中再解释这个问题。
