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1、廣西桂林市逸仙中學(xué)高中物理《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》教案 新人教版選修3-1
【課題】運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力
【教材】人民教育出版社《物理》選修3—1第三章第五節(jié)
【課型】新授課
【課時(shí)】2課時(shí)
【教材分析】
內(nèi)容分析
本節(jié)是安培力的延續(xù),又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),還是力學(xué)分析中重要的一部分。所以本節(jié)要重點(diǎn)掌握對(duì)洛倫茲力大小的推導(dǎo)和方向的判斷。
教材的地位和作用
這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)),是本章的重點(diǎn)。
新舊教材的對(duì)比
1. 舊教材直接從磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用引入到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的猜想。新教材先引入生活中的電視顯像管、兩極的極光,
2、再觀察陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)引入新課。
2. 新舊教材在洛倫茲力方向上的總結(jié)相同。
3. 舊教材在洛倫茲力大小的推導(dǎo)上直接推導(dǎo),新教材設(shè)置了思考與討論環(huán)節(jié),提出循序漸進(jìn)的問題,讓學(xué)生來得出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的大小。
4. 新教材比舊教材增加了電視顯像管的工作原理。
【學(xué)生學(xué)情分析】
1. 學(xué)生已經(jīng)具備的知識(shí)準(zhǔn)備有:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力力的作用和應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。
2. 學(xué)生的障礙:從宏觀到微觀的思維轉(zhuǎn)變和對(duì)理論知識(shí)的推導(dǎo)的能力不夠
【教學(xué)目標(biāo)】
1知識(shí)與技能
(1)知道什么是洛倫茲力。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。
(2)知道洛倫茲力大小的推理過程。
3、
(3)掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計(jì)算。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn):
1.利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小計(jì)算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用。
2.掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計(jì)算。
難點(diǎn):
1.洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功。
2.洛倫茲力方向的判斷。洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)。
【教法學(xué)法】
以指導(dǎo)學(xué)生觀察探究為主,講授法為輔
【教學(xué)準(zhǔn)備】
多媒體
【教學(xué)過程】
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
課題引入
多媒體展示:給出幾幅極光的圖片給學(xué)生觀察,欣賞它的漂亮,它的美,提出問題:這么美麗的景色是怎么形成的呢? 引入課題:運(yùn)動(dòng)電荷在
4、磁場(chǎng)中受到的力
觀看圖片
思索問題
用美麗的圖片調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引入課題
復(fù)習(xí)知識(shí)
提問:1.安培力:
方向的判斷:
大小的計(jì)算:
2.電流是如何形成的?
提出問題:既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用,而電流是電荷的定向移動(dòng)形成的。那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有力的作用呢?
3.經(jīng)過科學(xué)推理可以大膽猜想到:
磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。
回答問題:
1.安培力:磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(電流)的作用力。
方向的判斷:左手定則
大小的計(jì)算:
2.電流是如何形成的?
電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的。
緊跟老師思維,進(jìn)行科學(xué)猜想
以提問的方式展開,讓學(xué)生回答問題,為本節(jié)課的
5、學(xué)習(xí)做好知識(shí)鋪墊。并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽的猜想,
二.新課教學(xué)
介紹電子射線管的原理:從陰極發(fā)射出來電子,在陰陽兩極間的高壓作用下,使電子加速,形成電子束,轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡
【板書】將磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力
跟進(jìn):介紹洛倫茲得:洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家,1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論,提出了洛倫茲變換公式,1902年與其學(xué)生塞曼共同獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛,荷蘭政府決定從1945年起,把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。
探究洛倫茲力的方向
理論推導(dǎo):安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力微
6、觀表現(xiàn);安培力方向用左手定則判定
猜想:洛倫茲力的方向可以用左手定則判定
【板書】
洛倫茲力的方向:左手定則
【課堂小練習(xí)】
判斷洛倫茲力的方向
【板書】
思考與討論
1、洛倫茲力的作用效果?
2、洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少?
三、探究洛倫茲力的表達(dá)式:
設(shè)有一段長為L,橫截面積為S的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,求:
(1)電流強(qiáng)度I。
(2)通電導(dǎo)線所受的安培力。
(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。
(4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲
7、力
1.洛倫茲力:F=qVB (V⊥ B)
2.若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)
四、應(yīng)用:
1、地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用
2、電視顯像管的工作原理
觀看洛倫茲力的模擬動(dòng)畫,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié):在沒有外磁場(chǎng)時(shí),電子束沿直線運(yùn)動(dòng),將蹄形磁鐵靠近陰極射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。
結(jié)論:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力.
回答:
1. 洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直,只改變速度的方向,不改變速度大小
2.洛倫茲力對(duì)電荷不做功
思考并回答問題
8、
N = nsL
F落 =qVB
觀看視頻,欣賞美麗極光,聽講解釋
觀看了解電視顯像管的構(gòu)造、原理
提出猜想就要用實(shí)驗(yàn)去證實(shí)他,用事實(shí)來說話。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)。
介紹物理學(xué)家的事跡,激發(fā)學(xué)生的榮譽(yù)感和為科學(xué)奮斗的決心
用模擬動(dòng)畫的形式,使得學(xué)生的理解更加簡潔
課堂鞏固練習(xí),加強(qiáng)對(duì)左手定則的理解。
發(fā)展學(xué)生的思維空間,培養(yǎng)學(xué)生思考問題的能力
設(shè)置問題,為我們想要解決的問題做好鋪墊
了解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用在生活中的應(yīng)用
【板書設(shè)計(jì)】
一、洛倫茲力:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力
二、洛倫茲力的方向:左手定則
1.洛倫茲力永遠(yuǎn)垂直于v和B組成的平面。
2.洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
3.洛倫茲力對(duì)電荷不做功
三、探究洛倫茲力的表達(dá)式:
1.洛倫茲力:F=qVB (V⊥ B)
2.若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)
F=qvBsinθ
四、應(yīng)用:
1、地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用
2、電視顯像管的工作原理