1.2磁場對運動電荷的作用力教學(xué)設(shè)計高二下學(xué)期物理人教版選擇性2

課題第2節(jié)磁場對運動電荷的作用力課型新授課1.教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)既是安培力知識的延續(xù)，又是為下一節(jié)《電荷在勻強磁場中的運動》的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，而且在以后的綜合問題中經(jīng)常會涉及到洛倫茲力與電場力等其它力的綜合。在近兩年的高考中都是以大題的形式出現(xiàn)，可見其重要性。2.學(xué)習(xí)者分析讓學(xué)生深刻體會了探究實驗的模式，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，樂于探究自然界的奧秘，深刻體驗科學(xué)家探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅.3.學(xué)習(xí)目標確定物理觀念：知道什么是洛倫茲力，會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向科學(xué)思維：探究洛倫茲力大小的推理過程科學(xué)探究：經(jīng)歷理論推導(dǎo)洛倫茲力大小的過程，啟發(fā)學(xué)生主動思考，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責任：引導(dǎo)學(xué)生進一步學(xué)會觀察、分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法。學(xué)習(xí)重點難點教學(xué)重點：探究得出洛倫茲力的方向和大小的過程教學(xué)難點：洛倫茲力方向、大小的得出5.學(xué)習(xí)評價設(shè)計本節(jié)主題在于磁場對運動電荷的作用力的學(xué)習(xí)與分析，最終能使用洛倫茲力公式求解洛倫茲力的大小，使用左手定則判定洛倫茲力方向。并能以此猜測帶點粒子在勻強電場中會進行怎樣的運動。6.學(xué)習(xí)活動設(shè)計教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：（根據(jù)課堂教與學(xué)的程序安排）教師活動1情境如圖所示，電子由陰極向陽極運動(向右運動)過程中向下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。陰極射線管接高壓電源時，陰極會發(fā)射電子電子通過狹縫后形成一個扁平的電子束電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡探究(1)什么力使電子偏轉(zhuǎn)？該力的方向如何？(2)電子運動軌跡附近的磁場方向如何？電子所受洛倫茲力與磁場方向、電子運動方向存在什么關(guān)系？學(xué)生活動1實驗觀察通過演示實驗，觀察實驗現(xiàn)象：陰極射線管中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)活動意圖說明：以視頻進行導(dǎo)入，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，做最直觀的認可。環(huán)節(jié)二：教師活動2一．洛侖茲力的方向1.定義：磁場對運動電荷的作用力板書：運動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛侖茲力。2.方向：洛侖茲力的方向可以用左手定則判定，伸開左手，讓拇指與其任四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向；3．洛倫茲力的特點(1)運動的電荷才有可能受到洛倫茲力，與磁場相對靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力；(2)洛倫茲力的大小和方向都與帶電粒子的電性和運動狀態(tài)有關(guān)；(3)洛倫茲力對電荷不做功，不改變電荷運動的速率，只改變電荷運動的方向。練：試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運動方向。學(xué)生活動2類比于安培力方向的判定，結(jié)合電流的微觀電流表達式，得出左手定則運動的電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向，與運動方向與磁感應(yīng)強度方向都垂直。使用自己的草稿本進行習(xí)題練習(xí)活動意圖說明先定性的認識洛倫之力的方向環(huán)節(jié)三：教的活動3二．洛侖茲力的大小思考與討論安培力是導(dǎo)體中所有運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力大小等于各個自由電荷所受洛倫茲力的合力導(dǎo)線中的電流方向與磁場方向垂直時，安培力大小為F=BIL。在這種情況下，導(dǎo)線中電荷定向移動的方向也與磁場方向垂直。既然安培力是洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)，那么我們是否可以由安培力的表達式推導(dǎo)出洛侖茲力表達式呢？思考與討論如何由安培力的表達式推導(dǎo)出洛侖茲力表達式？建議你沿以下邏輯線索思考。設(shè)靜止導(dǎo)線中定向運動的帶電粒子的速度都是v，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)為n。算出圖一段導(dǎo)線中的粒子數(shù)，這就是在時間t內(nèi)通過橫截面S的粒子數(shù)。粒子的電荷量記為q，由此可以算出q與I的關(guān)系。寫出這段長為vt的導(dǎo)體受的安培力F安。求出每個粒子受到的力，它等于F洛。這時，許多中間量，如S、v、t等都不應(yīng)出現(xiàn)。仿照第一節(jié)對安培力的討論可以知道，在一般情況下，當電荷運動方向與磁感應(yīng)強度方向夾角為θ時（圖1.25），電荷受的洛侖茲力為F=qvBsinθ總結(jié)：1）當v//B時：F洛=02）當v⊥B時：F洛=qvB3）當v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ安培力與洛倫茲力的關(guān)系：安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)學(xué)生的活動3使用安培力的公式進行變形，，結(jié)合電流的微觀表達式推導(dǎo)洛倫茲力的大小由特殊情況推廣到一般情況?；顒右鈭D說明利用安培力的公式與電流的微觀表達式推導(dǎo)得出洛倫茲力的一般表達式板書設(shè)計第2節(jié)磁場對運動電荷的作用力一、洛倫茲力運動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛侖茲力洛倫茲力的方向洛侖茲力的方向可以用左手定則判定，伸開左手，讓拇指與其任四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向；洛倫茲力的大小電荷受的洛侖茲力為F=qvBsinθ總結(jié)：1）當v//B時：F洛=02）當v⊥B時：F洛=qvB3）當v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ安培力與洛倫茲力的關(guān)系：安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計帶電體在磁場中的運動問題1．帶電體在磁場中的運動問題的解題步驟(1)確定研究對象，即帶電體。(2)確定帶電體所帶電荷量的正、負以及速度方向。(3)由左手定則判斷帶電體所受洛倫茲力的方向，并作出受力分析圖。(4)由平行四邊形定則、矢量三角形或正交分解等方法，根據(jù)物體的平衡條件或牛頓第二定律列方程求解。(5)對于定性分析的問題還可以采用極限法進行推理，從而得到結(jié)論。2．解決帶電體在磁場中運動問題應(yīng)注意以下兩點(1)帶電體在勻強磁場中速度變化時洛倫茲力的大小往往隨之變化，并進一步導(dǎo)致彈力、摩擦力的變化，