磁场对运动电荷的作用力

3磁场对运动电荷的作用力执教者 何强一、教材依据人民教育出版社 选修1-1其次章第四节磁场对运动电荷的作用二、设计思想让物理教学回归生活，回归自然，联系社会进展，结合科技进步，表达科学性、生活性、学问性、趣味性和应用性。让学生能在生活中应用物理，享受物理；能在物理学习中联系生活实际，感知物理，探究物理。引导学生觉察、探究、归纳物理概念和物理规律，营造“合作、探究、和谐”的课堂气氛，确保“才智、鲜活、有效”的课堂效益，让学生体验学习成功的欢快。以建构主义学习论为指导，充分发挥学生已有的学问和力量，使教学贴近学生最近进展区，充分调动学生学习的主动性，有效启发学生制造性思维，培育学习迁移力量，最大限度地到达教学目标的要求。利用多媒体关心物理教学，以降低学生的思维难度，增大课堂容量，提高教学效益。本课是一节物理课教学课，让学生通过设疑、猜测、试验等培育学生的探究精神。学生通过观看试验，联系实际，主动分析思考，逐步理解磁场对运动电荷的作用。本课教学时间设计为一课时。教材分析：洛伦兹力同安培力一样，也是磁场性质的具体表现，在实际中有广泛的应用，盘旋加速器就是一个著名的实例。教材依据“磁场对电流有力的作用”和“电流是由电荷的定向移动形成的”这两点事实，这样处理有利于学生承受，对培育学生的思维力量，使他们把握科学的争论方法也有所帮助。1、洛化兹力的引入：教材依据磁场对电流有作用力和电流是电荷的定向移动提出假设：磁场对运动电荷有作用力，再通过试验验证得出存在洛伦兹力的结论。“假设——试验验证”表达了科学的思维方法，要让学生体会借助试验证明洛伦兹力存在是格外重要的一步。因此，要留意讲清楚试验原理：电子束的产生→荧光屏上的径迹→磁场对电子束的作用，要让学生留意观看电子束是否偏转。2、洛伦兹力方向：教材直接指出洛伦兹力方向仍用左手定则推断，但强调要留意正电荷运动方向与电流方向一样，负电荷运动方向与电流方向相反，教学实践说明，学生在初用左手定则时简洁犯一个错误：把四指指向电荷运动方向而忘了区分电荷的正负，我们要强调左手定则中四指的方向是指电流的方向，对负电荷肯定要留意其运动方向与电流方向相反，试验现象中电子束的偏转方向与电子束运动方向、磁场方向间的关系是验证左手定则很好的例子，可让学生用左手定则推断后再演示试验现象作为验证。直，也与磁场方向垂直，即洛伦兹力垂直于速度v与B所在的平面，可补充电荷运动速度方向不肯定垂直磁场方向，它们间可有任意的角度。3F=qvB即可学情分析：学生已学习了恒定电流、磁场、安培力等学问，具备了肯定的学问根底。已具有肯定的观看力量、分析归纳推理力量和试验力量。生疏和习惯了多媒体教学。在自主学习、合作探究等方面的力量有了肯定提高。学生学习乐观主动，对学习物理有较深厚兴趣；有较强的古怪心和求知欲，乐于探究自然界的奇特；情愿共享学习收获和感受，具有团队精神。对于进一步来学习磁场对运动电荷的作用，学生已具备了肯定的学问根底和力量根底。教学策略：创设物理情景，激发探究精神；启发引导，合作学习，师生、生生互动沟通；动手试验，分析归纳结论；突出形成性评价，激发学习兴趣。形象类比，建立物理模型，形成物理概念。三、教学目标〔一〕学问与技能：1、知道什么是洛伦兹力及洛伦兹力与安培力的关系2、知道洛伦兹力的产生条件3、知道洛伦兹力方向推断的方法4、了解洛伦兹力大小〔二〕过程与方法：1、从安培力与洛伦兹力的关系入手，理解洛伦兹力的相关规律2、通过洛伦兹力的争论学习，提高科学的思维方法和力量〔三〕情感、态度与价值观：1、通过猜测与试验验证，教育学生探究学问的科学的争论方法2、了解根本的物理学史，激发学生对科学的宠爱四、教学重点1、洛伦兹力与安培力的关系2、洛伦兹力的方向与大小的推断五、教学难点1、洛伦兹力的方向与大小的推断六、教学资源阴极射线管、条形磁铁、蹄形磁铁、电视机、电子射线管、摄像头、多媒体关心教学设备【教学仪器】电视机、小磁铁、蹄形磁铁、电子射线管、摄像头、实物展现台、投影仪【教学过程】一、设疑激趣，引入课题师：同学们看看课件的背景是什么天文现象？生：极光师：下面我们来看一段极光的视频师：极光秀丽而又奇特，为什么奇特呢？由于我们日常生活中根本看不见，极光只消灭在两极和高纬度地区。为什么极光不能在赤道等低纬度地区消灭呢？极光是怎么形成的呢？通过今日课的学习，同学们应当有所了解。今日我们就来学习其次章第四节磁场对运动电荷的作用。〔板书：§2.4磁场对运动电荷的作用〕二、试验感知，猜测探究洛伦兹力的定义〔1〕．提出问题、理论分析们的理由〔提示：电流与电荷有怎样的关系？电荷的定向移动形成电流。磁场对电流有作用力──安培力。所以磁场对运动电荷有作用力。〕生：磁场对运动电荷有作用师：磁场对运动电荷到底有没有作用力，我们口说无凭，能否通过试验来验证一下呢？〔2〕．试验验证师：要验证磁场对运动电荷是否有作用力，我们需要一个磁场〔展现蹄形磁铁〕，还需要运动电荷。那么运动电荷怎么得到呢？展现：电子射线管〔结合PPT〕介绍：在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极.阴极接高电压的负极、阳极接正极.阴极能够放射电子,电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极.这个管子叫做电子射线管.为了显示电子束运动的状况,管内装有长条形的荧光屏,屏上的物质受到电子的撞击时能够发光。演示：〔1〕没有磁场时电子束是一条直线。〔2〕外加磁场是电子束发生偏转。结论：看来，磁场对运动电荷确实有作用力，我们把这一个作用力命名为洛伦兹力。安培力和洛伦兹力本质上是同一种力，安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微光本质〔板书：1.洛伦兹力：磁场对运动电荷作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微光本质〕〔3〕．介绍洛伦兹课件：洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。洛伦兹创19021945因斯坦对他有很高的评价，他说他的一生受洛伦兹的影响最大，称洛伦兹是“我们时代最宏大最高尚的人”。产生条件问题：师：磁场对运动电荷肯定有作用力吗？为什么？生：依据安培力和洛伦兹力的关系，假设有大量的电荷在做同种运动，可以依据磁场对电流有无作用力推断得出磁场对电荷有无作用力。图例：PPT师：你能推断一下，以下位于磁场中的电荷受到洛伦兹力吗？为什么？小结师：你能总结一下洛伦兹力产生的条件吗？〔板书：2.产生条件：初速度不等于零，也不与磁场方向平行〕方向问题师：作为一种力，洛伦兹力是有方向的，那么，我们怎样来确定它的方向呢？猜测展现：PPT四种状况，让学生推断猜测验证〔限于试验条件，我们没法验证正电荷进入磁场时的状况。〕演示：在阴极射线管试验中，验证负电荷垂直进入磁场时受到的洛伦兹力；转变磁场的方向，验证负电荷垂直进入磁场时受到的洛伦兹力。学生总结：比照安培力的左手定则总结洛伦兹力的左手定则，同时课件演示左手定则〔板书：3.方向：左手定则〕。学生练习：PPT(6)试验演示：用纸包掉的条形磁铁靠近阴极射线管，使阴极射线发生偏转。N极，哪一端是S生：运用左手定则判定大小问题：师：刚刚我们争论了洛伦兹力的方向，那么洛伦兹力大小可能与什么因素有关呢？思路师：我们能否依据已有的学问，进展猜测B等有关师：对同学们来说有点难度，不作要求，FB、q、V〔板书：4.大小：F=qvB〕拓展：〔1〕洛伦兹力和电场力有什么区分呢？电场力：电荷静止或运动在电场中都受到电场力，正电荷所受电场力的方向就是该位置电场的方向洛伦兹力：只有运动的电荷才受到洛伦兹力，并且速度方向不能与磁场方向平行，力的方向与磁场方向垂直带电粒子以肯定初速度垂直进入磁场，带电粒子将做什么运动呢？假设转变磁场的强弱，运动状况将如何变化？演示：洛伦兹力演示仪，磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径应用洛伦兹的应用是格外广泛的。比方，在电视机的显象管中。电视机试验PPT介绍：电视机屏幕要显示出图象，必需要有电子打到荧光屏的各个地方上。那么，电子从哪里来呢？显象管的电子枪能产生大量的高速运动的电子──电子束。要使整个荧光屏发光，就要靠磁场使电子束偏转。拓展：没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。要使电子束在竖直方向偏离中心，AB什么方向？其他其实洛伦兹力的应用是格外广泛，在以后我们还将会学习到：、磁流体发电机、质谱仪、盘旋等。PPT极光的产生〔首尾照应〕师：为什么赤道等低纬度地区没有极光