2019-2020年人教版高中物理选修3《磁场对运动电荷的作用力》说课设计2套.doc

2019-2020年人教版高中物理选修3磁场对运动电荷的作用力说课设计2套我说课的题目是磁场对运动电荷的作用力我的说课分课标分析、教学资源、学情分析、教法学法、教学过程、设计体会六部分：第一部分：课标分析：本课的课标要求是：通过实验，认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。根据课标要求和我对教材的理解确定本节的教学目标如下：（1）知识与技能：A、会用左手定则判断洛伦兹力的方向。B、会计算洛伦兹力的大小。C、知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理。（2）过程与方法：A、通过演示、实验、观察，形成洛伦兹力的概念B、通过探究明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断C、通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinD、最后了解洛伦兹力的应用电视显像管中的磁偏转（3）情感态度与价值观：A、培养学生的科学思维和研究方法引导学生学会观察、分析、推理；B、培养学生主动与他人合作的精神、自主学习探究的精神；C、培养学生正确的学习态度，让学生关注国内外科技发展的现状与趋势。 确定本节的重点是：1、洛伦兹力方向的判断2、洛伦兹力大小的计算难点是：洛伦兹力计算公式的推导第二部分：教学资源：1、教材资源：我使用的是普通高中课程标准实验教科书物理选修31第三章第五节磁场对运动电荷的作用力。本节课既是安培力知识的延续，又是为下一节电荷在匀强磁场中的运动的学习打基础，而且在以后的力学综合问题中经常会涉及到洛伦兹力与电场力等其它力的综合。在近两年的高考中都是以大题的形式出现，可见其重要性。2、生活资源：电视机显像管、阴极射线管、感应圈、学生电源、蹄形磁铁，使学生领会物理与生活的联系。3、网络资源：通过网络上的影像资料帮助学生开阔视野，理解新知识，使学生知道网络上不只是游戏、聊天也有许多对我们自身发展有用的东西。第三部分：学情分析：（1）在知识上：学生已经对安培力有深刻的认识，知道其方向的判断和大小的计算，所以我采用比较的方式来突破洛伦兹力的方向判断这一重点。在推导出洛伦兹力大小的计算公式后再用比较的方式将公式推广。（2）在能力上：学生对宏观与微观的联系的理解比较困难，学生逻辑思维能力相对较差，为攻克这一难点，我根据学生的实际情况为学生搭梯子，创设问题情境来解决。为了达成本节的教学目标，突出重点，攻克难点，我采用如下的教法和学法第四部分：教法和学法从实际生活中的现象及所学的知识进行质疑通过探究来解疑，经历多次的比较，使知识得到理解；学生通过观察、分析、探究、讨论、归纳总结完成本节的学习任务。这样设计符合新课改的学生为主体，教师为主导的精神，也符合学生的认知规律。第五部分：教学过程由于课堂教学是学生知识的获得，技能技巧的形成，智力、能力的发展以及情感态度与价值观养成的主要途径。为了达到预期的教学目标，我对整个教学过程进行了以下的设计：（一）设置情境 引入新课 （二）师生互动 探究新知（三）联系实际 照应开课 （四）课堂小结 板书设计（五）课外探究 发散思维（一）设置情境 引入新课为了提高学生学习兴趣，我采用了两部分引课，首先播放极光的影像资料，（提出为什么从宇宙深处射来的带电粒子会在地球两极上引起极光呢？）然后，我展示生活中电视机的显像管（提出显像管中电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？）指出解开这两个问题的钥匙就是磁场对运动电荷的作用力，这个力我们把它称之为洛伦兹力，引入本课。这样设计的原因之一是学生对宇宙的秘密比较向往，实际生活中的现象学生比较关注，容易把注意力从课下转到课上来，原因之二隐藏了问题的答案，为磁场对运动电荷有力的作用打下伏笔。原因之三是新课标提倡物理要与生活生产相联系，这和新课标的精神相吻合。（二）师生互动 探究新知新知识一：洛伦兹力的方向为突出这一重点，使学生获得直观的感性认识，我演示阴极射线在磁场中偏转的实验，提醒学生注意实验中的v、B、偏转方向的关系，根据演示实验的结果引导学生探究用什么方法能直观判断洛伦兹力的方向？教师根据学生探究的实际情况进行点拨：只要将运动的电荷等效成电流，利用安培力的方向判断方法是可以判断出运动电荷受力方向的，到此学生结合教材就可以得到判断洛伦兹力的方向的左手定则。由于判断安培力的方向也是用左手定则，学生很容易提出质疑：那二者有何区别呢？由学生对比分析得出结论：即四指所代表的意义不同：安培力中四指代表电流的方向，而洛伦兹力中四指代表正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，与等效电流的方向相同。为巩固所学新知识，进行实战演练（一）（二），这样就进一步验证了实验的结果，会使学生对所得结论深信不疑。明确了二者的区别之后，引导学生进一步探究安培力与洛伦兹力的联系，通过导线中微观电荷运动情况判断其所受洛伦兹力的方向和整个导线所受安培力方向的关系就不难得出：安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是宏观与微观、合力与分力的关系，为洛伦兹力大小的推导做好充分准备。这部分的设计也是新课改要求充分发挥学生的主体作用和教师主导作用的很好体现。新知识二：洛伦兹力的大小这是本课的难点，我结合教材中的思考与讨论、根据学生的认识规律将复杂问题简单化，设置四个小问题让学生依次去探究： 导线的方向与磁场的方向垂直，即导线中电荷定向运动的方向与磁场的方向垂直。设导线中每个带电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，1、算出在时间t内的通过截面的粒子数？2、如果粒子的电荷量记为q，由此可以算出q与电流I的关系？3、写出这段长为vt的导线所受的安培力F？4、写出每个粒子所受的力即它的洛伦兹力？这样就为生学生提供解决问题的逻辑线索，降低了解决问题的难度。通过探究推导得出：F=qvB（Bv），学生在每个问题解决过程中，能够锻炼学生的逻辑推理能力，在推理过程中，渗透宏观世界与微观世界的联系，以及解决物理问题的一种思想：即通过设置一些中间量，最后将其消掉得出我们所需要的结论。在得到结论F=qvB后，再由公式推出B=F/vq，通过与电场强度E=F/q的比较，我们可以更深刻的认识磁：它只与运动的电荷有关，表现为公式中反映运动的物理量v，使所学知识得到升华。 因v与B不一定都垂直，让学生根据安培力计算公式的推导去探究当B与v平行、一般情况下如何计算电荷所受的洛伦兹力？学生经过探究不难得出：Bv时：F=0 一般情况下：F=qvBsin,在这里可以进一步说明电荷受洛伦兹力的条件是什么？（运动电荷 速度与磁场不平行），由于电场对电荷也有作用力,为了加强学生对电场和磁场的区分和理解,可以让学生去总结带电粒子在电场和磁场中受力有何不同？使学生的思维得到发散。为了更好的学习下一节课，引导学生探究洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做功吗？引导学生由左手定则得到洛伦兹力与速度的方向始终是垂直的，和圆周运动的向心力的特点是一样，只能改变速度的方向，不能改变大小，对带电粒子不做功,这样也会使学生知道不能孤立的学习，要注意前后知识的联系。（三）联系实际，照应开课理论来自于实践，更要服务于实践，从而解决开课时提出的两个问题，关于极光让学生思考得出结论：是因为地球周围存在地磁场使带电粒子发生偏转，而电视机的显像管可以抛给学生，让学生阅读教材、结合思考与讨论了解其结构和原理，知道是显像管中偏转线圈产生的偏转磁场使电子束发生了偏转，使整个屏幕发光。在此还可以联想到前面电场中学习到的示波管的原理，让学生课后结合教材35页去比较二者的区别。这两部分是高考的热点和难点，这样可以使学生更好理解电荷在电场和磁场中运动情况，区分电偏转和磁偏转的原理。（四）课堂小结，板书设计让学生去总结本节课的主要内容。板书设计如下:（五）课外探究，发散思维让学生根据所本节所学的知识去探究生活和科技中还有哪些应用洛伦兹力的例子？课后进行交流。这样设计可以增强学生学习的兴趣，开阔学生的视野，使学生的思维得到发散。第六部分：设计体会1、从学生的实际出发，来处理教材、选择教法、指导学法。2、学生的潜力是无穷的，教师在进行教学设计的过程中要注意关键位置的引导，就能起到事半功倍的效果。3、现在的学生善于合作，善于借助集体的力量完成学习任务，所以在教学中多设置探究题目，让学生探究得出结论，培养学生自主学习的能力，还能提高教学效果。磁场对运动电荷的作用力说课教案一、说教材，:上课用到的教材是人民教育出版社选修3-1第三章第五节。它的地位是：本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。它的作用是：学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。它的地位是：教材首先通过观察演示实验，讨论洛伦兹力的方向，然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，通过安培力公式导出洛伦兹力的公式，这一部分是学生的一个理论探究活动。二、说学情考虑到洛仑兹力的抽象性，从以下三个方面处理：（1）洛仑兹力属于微观力学范畴，充分利用实验让学生从感性知识入手，激发学生的兴趣。（2）从已知的安培力产生的本质原因入手，来解决这个问题会使学生更容易接受洛仑兹力大小及方向与已知的安培力的关系。（3）利用洛仑兹力与速度垂直联想学过的匀速圆周运动来减低难度。根据如上分析，可确定出本节教学的三维目标。三、三维教学目标1、在物理知识与技能的教学目标：说出洛仑兹力产生及其条件。部分同学能够推导计算洛仑兹力大小（f=qvBsin）能够运用左手定则判断洛仑兹力的方向。说明带电粒子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动时，为什么会做匀速圆周运动。2、过程与方法的教学目标：描述通电导线在磁场中的受力是其中运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的宏观体现。由宏观的安培力来推导微观的洛仑兹力的大小和方向。通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况，借此培养学生观察能力、分析问题的能力。推导带电粒子做圆周运动的半径公式与周期公式。3、情感态度与价值观的教学目标：引导学生用分析猜想、实验观察、理论验证的科学方法探求新知识，增强他们的科学能力。让学生在主动参入过程中，体验解决问题的愉悦。四、重点、难点分析重点使学生理解安培力产生的根本原因是运动粒子在匀强磁场中受到洛仑兹力的作用，并掌握计算洛仑兹力的大小、判断洛仑兹力方向的方法。（实验）推导洛仑兹力大小的计算公式（f=qvB）有些抽象，学生不易认识和理解，是教学的难点，并要明确其条件。通过对运动电荷所受洛仑兹力的分析及观察演示实验，让学生分析得出带电粒子垂直于磁场方向运动时，做匀速圆周运动。（实验）五、说教法、学法教学时采用分析推理、思考讨论、归纳总结相结合的方法。学生可通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。六、实施教学过程（1）、回忆复习：安培力是怎样产生的？大小和方向如何？电流的微观表达式是怎样的？（2）、新课引入（推理-猜想-实验观察）推理：磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。学生猜想：磁场对运动电荷有（无）作用力验证：演示实验现象：在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，若把射线管放在蹄形磁铁的两极间，电子束运动的径迹发生了弯曲。说明：运动电荷受到磁场的作用力-洛伦兹力。（3）、洛伦兹力的大小公式推导：引导学生建立电流微观模型进行分析，教师可结合课件演示该模型，给学生动态、形象的展示。电流微观表达式：I=nqvs (n:单位体积自由电荷数；q:每个自由电荷电荷量；v:电荷定向移动平均速率；s:导体横截面积。)载流导线所受安培力：F=BIL （B与I垂直）F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs为这段导线含有的运动电荷数)得f=qvB (电荷q所受的洛伦兹力)最后指出三种情况下洛伦兹力的大小 电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大；电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为0；电荷运动方向与磁场方向成任意夹角时，洛伦兹力介于0和最大之间。（4）、洛伦兹力的方向判断左手定则：磁感线B垂直穿入手心正电荷运动方向v四指指向正电荷所受洛伦兹力方向-姆指指向(运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与正电荷受的力相反).提醒学生注意：电荷所受的洛伦兹力既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向。即垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面。（5）、洛伦兹力的特点方向判断讨论：洛伦兹力对在磁场中运动的带电粒子是否做功？由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不作功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。（6）、带电粒子在洛伦兹力下的圆周运动七、教学小结（1）、洛仑兹力作为一种力具有力的共性，即力的三要素：大小、方向、作用点。也具有不同于其他性质的力的个性，即不做功。这种个性科学技术上具有非常重要的意义。在许多科学仪器和工业设备，例如质谱仪，粒子加速器，电子显微镜，磁镜装置，霍耳器件中，洛伦兹力都有广泛应用。（2）、我们深入安培力微观实质得出了洛仑兹力，也就是安培力和洛仑兹力的本质是相同的，但洛仑兹力跟根本更广泛，磁场不但对运动的基本粒子有力的作用，而且对运动的带电体有力的作用。洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观带电粒子。电流在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。（3）、我们学到了从旧知识生成新知识的方法之一，即从宏观深入到微观。