2024-2025學年高中物理 第3章 5 洛倫茲力的應用教學實錄 教科版選修3-1

2024-2025學年高中物理第3章5洛倫茲力的應用教學實錄教科版選修3-1課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學年高中物理第3章5洛倫茲力的應用教學實錄

2.教學年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年10月26日星期五第3節(jié)

4.教學時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學思維，通過洛倫茲力公式的推導和應用，提高學生運用數(shù)學工具解決物理問題的能力。

2.強化學生的科學探究精神，通過實驗探究洛倫茲力的作用效果，培養(yǎng)學生的實驗操作技能和科學探究方法。

3.增強學生的科學態(tài)度與責任，使學生認識到物理學在技術(shù)發(fā)展中的重要作用，激發(fā)學生對物理學科的興趣和探索欲望。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學生在進入本節(jié)課之前，已經(jīng)學習了基礎(chǔ)的電磁學知識，包括電荷、電場、磁場等概念，以及運動電荷在磁場中的受力情況。他們應該已經(jīng)掌握了洛倫茲力的基本公式和左手定則，具備一定的物理計算能力。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高中一年級學生對物理學科普遍持有較高的興趣，他們對于物理現(xiàn)象的好奇心和探究欲望較強。學生的能力方面，部分學生可能具有較強的邏輯思維和數(shù)學計算能力，能夠迅速掌握公式和計算方法；而另一部分學生可能在理解和應用物理概念時遇到困難。學習風格上，學生中既有偏好理論學習的，也有更傾向于實驗操作的。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學習洛倫茲力的應用時，學生可能會遇到以下困難：一是對洛倫茲力公式的理解不夠深入，容易混淆公式中的各個物理量；二是難以將公式與實際問題相結(jié)合，缺乏解決實際問題的能力；三是實驗操作中可能對磁場裝置的調(diào)整和數(shù)據(jù)處理不夠熟練。因此，教師需要通過適當?shù)囊龑Ш途毩暎瑤椭鷮W生克服這些困難。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都有本節(jié)課所需的教科版選修3-1教材。

2.輔助材料：準備與洛倫茲力相關(guān)的圖片、動畫演示視頻以及磁場分布圖等多媒體資源。

3.實驗器材：準備電流表、磁場發(fā)生器、導線、鐵屑等實驗器材，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，配備實驗操作臺，確保學生能夠順利進行實驗和討論。五、教學過程一、導入新課

（教師）同學們，上一節(jié)課我們學習了洛倫茲力的基本概念和計算方法，今天我們將進一步探討洛倫茲力在實際問題中的應用。首先，請大家回顧一下洛倫茲力的公式，并思考一下它在哪些情況下會有實際應用。

（學生）回顧洛倫茲力公式：F=q(v×B)。

（教師）很好，大家已經(jīng)掌握了洛倫茲力的基本公式。接下來，我們將通過一系列的實例來探討洛倫茲力的應用。

二、新課講授

1.洛倫茲力在帶電粒子運動中的應用

（教師）首先，我們來看一個簡單的例子：一個帶電粒子在垂直于速度方向的勻強磁場中運動。請同學們根據(jù)洛倫茲力公式，分析這個粒子在磁場中的運動軌跡。

（學生）根據(jù)公式，洛倫茲力的方向垂直于粒子的速度方向和磁場方向。因此，粒子在磁場中將會做圓周運動。

（教師）很好，那么圓周運動的半徑如何計算呢？請同學們根據(jù)洛倫茲力公式和向心力公式，推導出帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑公式。

（學生）通過推導，我們得到半徑公式：r=mv/(qB)。

（教師）正確！這個公式可以幫助我們計算帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑。現(xiàn)在，請同學們嘗試用這個公式解決一個實際問題。

2.洛倫茲力在磁場中的粒子偏轉(zhuǎn)中的應用

（教師）接下來，我們來看一個更復雜的例子：一個帶電粒子在非均勻磁場中運動，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？請同學們根據(jù)洛倫茲力公式，分析這個粒子在磁場中的運動軌跡。

（學生）由于磁場非均勻，洛倫茲力的方向和大小也會隨之變化，導致粒子在磁場中的運動軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

（教師）很好，那么粒子偏轉(zhuǎn)的角度如何計算呢？請同學們結(jié)合洛倫茲力公式和粒子的運動方程，推導出粒子偏轉(zhuǎn)角度的計算公式。

（學生）通過推導，我們得到角度公式：θ=arcsin(qvB/(2m))。

（教師）正確！這個公式可以幫助我們計算帶電粒子在非均勻磁場中偏轉(zhuǎn)的角度?，F(xiàn)在，請同學們嘗試用這個公式解決一個實際問題。

3.洛倫茲力在電子儀器中的應用

（教師）最后，我們來探討一下洛倫茲力在實際電子儀器中的應用。請同學們思考一下，洛倫茲力在電子儀器中有什么作用？

（學生）洛倫茲力可以用來控制電子儀器的運動，如電子束在顯像管中的偏轉(zhuǎn)。

（教師）很好，那么如何利用洛倫茲力來實現(xiàn)電子束的偏轉(zhuǎn)呢？請同學們結(jié)合洛倫茲力公式和電子束的運動方程，推導出電子束偏轉(zhuǎn)的控制方法。

（學生）通過推導，我們得到控制方法：調(diào)整磁場強度和方向，使洛倫茲力與電子束的速度方向垂直，從而實現(xiàn)電子束的偏轉(zhuǎn)。

（教師）正確！這個方法可以幫助我們控制電子束在顯像管中的運動，從而實現(xiàn)圖像的顯示。

三、課堂練習

1.請同學們根據(jù)洛倫茲力公式，計算一個帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑。

2.請同學們根據(jù)洛倫茲力公式和粒子的運動方程，計算一個帶電粒子在非均勻磁場中偏轉(zhuǎn)的角度。

3.請同學們思考一下，洛倫茲力在實際生活中的應用有哪些？并舉例說明。

四、課堂總結(jié)

（教師）今天我們學習了洛倫茲力的應用，包括帶電粒子在磁場中的運動、粒子在非均勻磁場中的偏轉(zhuǎn)以及洛倫茲力在電子儀器中的應用。通過這些實例，我們了解了洛倫茲力在實際問題中的重要作用。希望大家能夠?qū)⑺鶎W知識運用到實際生活中，提高自己的物理素養(yǎng)。

（學生）今天的學習讓我受益匪淺，我對洛倫茲力的應用有了更深入的了解。在今后的學習中，我會更加努力，提高自己的物理水平。六、學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.理解和掌握洛倫茲力的基本概念：

學生通過本節(jié)課的學習，能夠理解洛倫茲力的定義、產(chǎn)生條件以及其與電荷、速度、磁場之間的關(guān)系。他們能夠熟練地運用洛倫茲力公式F=q(v×B)來分析帶電粒子在磁場中的受力情況。

2.應用洛倫茲力公式解決實際問題：

學生能夠?qū)⒙鍌惼澚綉糜诮鉀Q實際問題，如計算帶電粒子在磁場中的圓周運動半徑、粒子在非均勻磁場中的偏轉(zhuǎn)角度等。他們能夠獨立完成相關(guān)的計算，并解釋計算結(jié)果。

3.提高科學思維能力：

通過對洛倫茲力公式的推導和應用，學生培養(yǎng)了科學思維能力，學會了如何運用數(shù)學工具解決物理問題。他們能夠從理論到實踐，將抽象的物理概念轉(zhuǎn)化為具體的計算過程。

4.強化實驗操作技能：

在本節(jié)課的實驗環(huán)節(jié)中，學生通過實際操作，加深了對洛倫茲力概念的理解。他們學會了如何調(diào)整實驗裝置，觀察現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，并分析實驗結(jié)果，從而提高了實驗操作技能。

5.增強科學探究精神：

學生在探究洛倫茲力應用的過程中，表現(xiàn)出了濃厚的科學探究精神。他們敢于提問、勇于嘗試，通過實驗和計算，不斷探索洛倫茲力的奧秘。

6.提升解決實際問題的能力：

學生通過學習洛倫茲力的應用，學會了如何將理論知識應用于實際生活。例如，他們能夠解釋電子儀器中的洛倫茲力作用，理解磁懸浮列車等高科技產(chǎn)品的原理。

7.激發(fā)對物理學科的興趣：

本節(jié)課的教學內(nèi)容與學生的生活實際緊密相連，激發(fā)了學生對物理學科的興趣。他們開始關(guān)注物理在科技發(fā)展中的作用，對未來的學習充滿了期待。

8.培養(yǎng)團隊合作能力：

在本節(jié)課的課堂練習和討論環(huán)節(jié)中，學生需要與他人合作，共同解決問題。這有助于培養(yǎng)學生的團隊合作能力，使他們學會傾聽、尊重他人意見，并共同達成目標。

9.提高自主學習能力：

通過本節(jié)課的學習，學生學會了如何自主學習。他們能夠根據(jù)教材內(nèi)容，獨立完成預習、復習和總結(jié)，形成了良好的學習習慣。

10.增強邏輯思維和批判性思維能力：

學生在學習洛倫茲力的應用過程中，不斷進行邏輯推理和批判性思考。他們能夠分析問題、評估假設(shè)，并形成自己的觀點。七、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《電磁學導論》中關(guān)于洛倫茲力的章節(jié)，深入理解洛倫茲力在電磁場中的物理意義和應用。

-視頻資源：《電磁學原理與應用》系列視頻，通過動畫演示，直觀展示洛倫茲力在不同情況下的作用效果。

2.拓展要求：

-學生課后自主閱讀《電磁學導論》的相關(guān)章節(jié)，特別是關(guān)于洛倫茲力公式的推導和應用實例。

-觀看《電磁學原理與應用》系列視頻，重點關(guān)注洛倫茲力在粒子加速器、磁懸浮列車等高科技設(shè)備中的應用。

-鼓勵學生思考以下問題：

-洛倫茲力在不同類型的磁場中的表現(xiàn)有何不同？

-洛倫茲力在電子設(shè)備中的作用是如何影響設(shè)備性能的？

-如何利用洛倫茲力原理設(shè)計新型電子器件？

-學生可以在課堂上分享自己的閱讀心得和觀看視頻后的體會，促進同學之間的交流和學習。

-教師可以提供以下指導：

-對于閱讀材料，教師可以推薦一些關(guān)鍵概念和公式，幫助學生快速找到重點內(nèi)容。

-對于視頻資源，教師可以提供視頻中的關(guān)鍵知識點，幫助學生理解和記憶。

-教師可以設(shè)置一些討論題目，引導學生圍繞洛倫茲力的應用展開討論。

-對于學生在拓展學習中遇到的疑問，教師應提供必要的解答和幫助，確保學生能夠順利完成課后拓展任務。八、板書設(shè)計①洛倫茲力基本概念

-洛倫茲力定義

-洛倫茲力公式：F=q(v×B)

-洛倫茲力方向：左手定則

②洛倫茲力計算

-圓周運動半徑：r=mv/(qB)

-偏轉(zhuǎn)角度：θ=arcsin(qvB/(2m))

③洛倫茲力應用實例

-帶電粒子在磁場中的運動

-粒子在非均勻磁場中的偏轉(zhuǎn)

-電子儀器中的洛倫茲力作用

④洛倫茲力與實際應用

-磁懸浮列車

-粒子加速器

-電子束偏轉(zhuǎn)控制作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.閱讀教材第3章5節(jié)，總結(jié)洛倫茲力的基本概念和計算方法。

2.完成以下練習題：

-計算一個電子在垂直于磁場方向的勻強磁場中，以一定速度運動時的洛倫茲力大小和方向。

-一個質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，已知磁感應強度和質(zhì)子的速度，求質(zhì)子的運動半徑。

-分析一個帶電粒子在非均勻磁場中的運動軌跡，并計算粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度。

3.設(shè)計一個實驗方案，驗證洛倫茲力公式在磁場中帶電粒子運動中的應用。

4.選擇一個與洛倫茲力相關(guān)的實際應用案例，如磁懸浮列車或粒子加速器，分析洛倫茲力在其中發(fā)揮的作用。

作業(yè)反饋：

1.作業(yè)批改：教師將在課后及時批改學生的作業(yè)，確保每個學生都能得到及時的反饋。

2.問題指出：對于學生在作業(yè)中出現(xiàn)的錯誤，教師將詳細指出問題所在，例如計算錯誤、概念理解錯誤等。

3.改進建議：教師將針對學生的錯誤，給出具體的改進建議，如重新計算、重新理解概念、查找相關(guān)資料等。

4.個體輔導：對于作業(yè)中表現(xiàn)不佳的學生，教師將提供個別輔導，幫助他們理解和掌握洛倫茲力的相關(guān)知識。

5.課堂討論：在下一節(jié)課的課堂上，教師將組織學生針對作業(yè)中的問題進行討論，鼓勵學生分享解題思路和經(jīng)驗。

6.進步跟蹤：教師將持續(xù)跟蹤學生的作業(yè)完成情況，確保每個學生都能在課后鞏固所學知識，并在下一次作業(yè)中取得進步。

7.成績記錄：學生的作業(yè)成績將被記錄在成績冊中，作為學生學業(yè)成績的一部分。

8.反饋溝通：教師將與學生和家長保持溝通，及時反饋學生的學習情況，共同關(guān)注學生的學習進步。教學反思哎，這節(jié)課下來，我總感覺有些地方可以做得更好。首先，我覺得在導入環(huán)節(jié)，我可能沒有充分調(diào)動起學生的積極性。我用了帶電粒子在磁場中運動的例子，但感覺學生們的反應不是特別熱烈。可能我需要更加生動有趣的方式來引入新課，比如用一個簡單的實驗或者一個與生活相關(guān)的實例，來激發(fā)他們的興趣。

然后，我在講解洛倫茲力公式的時候，可能過于依賴公式本身，而沒有更多地引導學生去理解公式的物理意義。我看到有些學生對于公式的符號和運算感到困惑，我覺得我應該更耐心地解釋，讓他們明白每個符號代表的物理量以及公式背后的物理規(guī)律。

在實驗環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學生在操作上有些生疏，特別是在調(diào)整磁場裝置和觀察現(xiàn)象時。這讓我意識到，我應該在課前就讓學生熟悉實驗器材和操作步驟，避免在實際操作中出現(xiàn)不必要的混亂。

此外，我在課堂練習中安排了一些實際問題，但感覺時間分配上不夠合理。有些學生還沒有完全理解洛倫茲力的應用，就匆忙進入計算環(huán)節(jié)，導致練習效果不佳。我應該在練習環(huán)節(jié)中，先讓學生回顧理論知識，然后再進行實際計算。

最后，我