（沪科版选修3-1）物理：5.5《探究洛伦兹力》教案.doc

本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网探究洛伦兹力一教法和学法设计的中心思想探究性学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念其宗旨是改变学生的学习方式突出学生的主体地位物理教师不但应该接受这一理念而且必须将这一理念体现到教学行为中去对学生而言学习也是一种经历其中少不了学生自己的亲身体验老师不能包办代替物理教学要重视科学探究的过程要从重视和设计学生体验学习入手让学生置身于一定的情景去经历感受探究式教学是美国教育学家布鲁纳在借鉴了杜威的学习程序理论的基础上首先提出的主要可分为两类引导发现式创设情景观察探究推理证明总结练习探究训练式遇到问题搜集资料和建立假说用事实和逻辑论证形成探究能力经教学实21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站践形成以引导探究式为主要框架比较适合国内的实用教学模式他是以解决问题为中心注重学生独立钻研着眼于思维和创造性的培养充分发挥学生的主动性仿造科学家探求未知领域知识的途径通过发现问题提出问题分析问题创造性地解决问题等去掌握知识培养创造力和创造精神二教学目标知识目标通过实验的探究认识洛伦兹力会判断洛伦兹力的方向理解洛伦兹力公式的推导过程会计算洛伦兹力的大小理解带电粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动的规21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站律能力目标通过科学的探究过程培养学生实验探究能力理论分析能力和运用数学解决物理问题的能力了解宏观研究与微观研究相结合的科学方法情感态度价值观21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站让学生亲身感受物理的科学探究活动学习探索物理世界的方法和策略培养学生的思维三教学设计过程内容提纲内容设计及学生活动教法学法设计第一步引入新课播放极课前浏览神奇的极光幻灯片收集了张照片开发课程资本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网对导体中的定向移动自由电子的作用力引起的结合的科学方法培养学生猜想推理和分析能力设计实验验证洛伦兹力设计实验实验验证师很好既然同学们猜测到是磁场对定向移动自由电子的有力的作用那么我们就要用实验来验证一下这个想法可是电子是微观粒子不能直接观察要用实验验证同学们的猜想就需要采取一些措施来完成这个实验这里有一个阴极射线管和一个感应圈感应圈能产生高压电压有多高呢教师演示高压放电现象现在我把感应圈产生的高压加到阴极射线管请大家观察实验现象师同学们想知道实验现象的原因吗解释实验原理阴极射线管的阴极能发射出的电子阴极射线管利用感应圈产生的高压在阴极射线管两极间产生加速电场使21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站阴极发射出的电子做加速直线运动形成电子束当电子打到荧光屏上时发出荧光显示出电子束的运动径迹师现在观察到了运动电子的径迹请同学们设计一下实验从而证实同学的猜想磁场对运动自由电子有力的作用学生在阴极射线管的周围加一个磁场师很好实验验证观察现象当条形磁铁靠近阴极射线管时电子束弯曲越靠近弯曲程度越大让学生认识制定计划和设计实验在科学探究中的作用培养学生实验设计能力探究二洛伦兹力方向通过实验证实了磁场确实对运动的电荷有力的作用在物理学中确定一个力时总是要分析这个力的大小方向下面我们探究一下洛伦兹力的大小和方向激发学生进一步研究的兴趣师回顾安培力的判定方法左手定则根据上面的实验现象你能否分析得到一个判断洛伦兹力方向的方法呢师生互动根据上面的实验讨论正负两种电荷判断的方法甲同学用左手学生讲方法师生共同判定乙同学用右手学生讲方法师生共同判定丙同学用右手磁场方向穿过手背教师很好如果是正电荷呢用左手判定方便如果是负以解决问题为中心充分发挥学生的主动性仿造本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网实验验证电荷呢用右手判定方便下面我们从物理学的研究习惯和方便性的原则出发归纳总结只用一只手判定洛伦兹力方向的方法呢生能学生讲方法师生共同判定师很好今天同学们共同研究得出洛伦兹力方向使用左手可以判定总结刚才左手判断的方法就是左手定则引导学生进一步思考使用左手定则应注意什么根据左手定则洛伦兹力的方向跟电荷运动方向之间存在什么关系科学家探求未知领域知识的途径通过提出问题分析问题创造性地解决问题等去掌握知识培养创造力和创造精神练习巩固来源世纪教育网激发学生在探究活动学习热情开发学习潜能探究三洛伦兹力大小以上的我们讨论了洛伦兹力的方向跟磁场方向和运动电荷的速度方向有关那么洛伦兹力的大小与那些因素有关呢紧扣主题逐步深入探究根据左手定则判断以下四种情况运动电荷所受洛仑兹力方向并定性画出一段运动的轨迹本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网来源世纪教育网师关于这个问题还是要从安培力和洛伦兹力关系分析根据电荷形成电流的示意图导体放在垂直于纸面向里的磁感应强度为的磁场中试分析思考以下问题从微观的角度分析当电子向右定向移动时每个电子所受洛伦兹力的方向从宏观的角度分析当电子向右定向移动时电流的方向和安培力的方向关系学生用以前的知识回答讨论如上图所示根据上面的分析推理安培力和洛伦兹力大小存在什么关系甲同学洛伦兹力的方向与安培力的方向相同乙同学安培力是洛伦兹力的宏观表现教师很好观点很新颖丙同学安培力是洛伦兹力的合力综上所述安培力和洛伦兹力大小存在以下关系师可见要确定洛伦兹力大小首先要从微观角度21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站上分析确定电流电子的总个数的大小如果是电荷定向移动的速度是电荷的电量是单位体积内的电子数根据以前学习的知识同学们回忆一下在秒内有多少个电荷通过导体某一截面电流强度的微观表达式是什么用课件演示电流形成过程学生回忆后回答师师生共同分析所以21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站得出磁场对运动电荷洛伦兹力的表达式总结公式老师强调公式的条件师请同学们解释一下前面实验过程为什么条形磁铁越靠使学生的学习沿着事物发生发展过程逐步的认识事物的发展规律进而获得对事物全面的科学的认识了解宏观研究与微观研究相结合的科学方法培养学生建立物理模型培养理论分析能力和运本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网实验验证近阴极射线管电子束弯曲程度越大一位同学定性解释用数学解决物理问题的能力探究四研究带电粒子在磁场中运动以上我们通过一番21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站辛苦的努力探究分析了磁场对运动电荷洛伦兹力的规律和特点下面我们运用这些规律和特点研究一个带电粒子垂直射入磁场中运动时的规律培养学生的情感激发兴趣师出示课件如果一个微观带21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站电粒子垂直射入磁场中请同学们分析一下受力情况生在不考虑重力的作用下只受洛伦兹21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站力的作用师为什么这个粒子不可能做直线运动生因为洛伦兹力始终和速度方向垂直根据曲线运动的条件这个粒子只能做曲线运动师为什么带电粒子只能在同一个平面内运动生洛21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站伦兹力方向始终和速度方向在同一平面内带电粒子只能在洛伦兹力方向和速度方向相交平面内运动师带电粒子运动过程中洛伦兹力做功吗甲同学沿速度的方向没有力所以速度的大小不变动能不变所以不做功乙同学洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小所以速度的大小不变动能不变所以不做功师根据这两位同学的分析速度的大小不变动能不变为什么洛伦兹力不做功丙同学根据动能定理因为动能的变化量为零所以洛伦兹力不做功师很好根据乙同学所讲洛伦兹力只改变速度的方向不改变速度的大小从力的作用效果讲它是我们前面学习的哪一个力生向心力通过新旧知识的迁移培养学生理论分析能力和解决物理问题的能力本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网实验验证师推理分析一下微观带电粒子在磁场中做什么样的运动生匀速圆周运动教师总结演示课件正负带电粒子垂直射入磁场中的运动借助多媒体直观形象的总结运动的规律使学生从感性认识上升到理性的认识探究五规律的应用既然我们知道微观带电粒子垂直射入磁场中做匀速圆周运动那么我们不探究它的运动的规律应该是一个遗憾研究带电粒子在磁场中运动的轨道半径和周期激发进一步探究的热情师如果一个质量为速度的微观带电粒子垂直射入磁感应强度为的磁场中带电粒子将做匀速圆周运动那么向心力是由什么力提供圆心如何确定轨道半径多大周期多大甲同学洛伦兹力提供向心力乙同学圆心是任两点速度方向垂线的交点师如果匀速圆周运动的轨道半径是根据牛顿第二定律它匀速圆周运动是向心力多大洛伦兹力和向心力的关系生师下面请同学们阅读思考教材页的两个问题利用多学一点内容引导21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站学生用理论解决实际问题培养实践能力设计实验验证轨道半径规律师以上我们只是推理分析下面我们用实验验证轨道学科网wwwzxxkcom45教育资源门户提供试卷教案课件论文素材及各类教学资源下载还有大量而丰富的教学相关资讯半径规律实验验证教师介绍洛伦兹力演示仪的结构原理然后让学生掌握提出问题理论论证得本资料来自于资源最齐全的世纪教育网世纪教育网中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站版权所有世纪教育网实验验证操作演示改变和两种情况下电子射线径迹变化规律师周期的规律是一个非常重要的规律遗憾的是我们今天无法用实验验证但我们对这个规律必须有一个正确的理解凭我们的经验跑步比赛时跑的越快历经的时间越短为什么带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间与无关请谈一谈自己的观点生由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时速度越大轨道半径也是越大周长也是越大所以周期不变设计实验实验验证是物理学的基本研究方法四研究性学习今天我们学习了带电粒子的运动方向垂直于磁场方向的情形请同学们自己研究学习与成角三种情形中洛伦兹力和带电粒子的运动规律世纪教育网