“磁场对运动电荷的作用力”教学设计
【摘要】以新的物理课程标准的教学理念为指导,以知识为载体，能力为目标，在学习与探索过程中让学生会积极主动地获取知识，培养学生探究及合作交流的能力,学会科学研究的方法与技能，为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。
【关键词】中学物理 研究洛伦兹力 教学设计
1.教学内容
本节是人民教育出版社出版的《物理》选修模块3-1第三章“磁场”的第五节“研究洛伦兹力”。主要教学内容：
1.1 认识洛伦兹力:通过日常生活中的现象,提出假设:磁场对运动电荷有作用力,再通过实验验证得出洛伦兹力存在。
1.2 洛伦兹力方向:通过讨论洛伦兹力与安培力的关系,从理论上得出判断洛伦兹力方向的方法——左手定则，再通过实验验证左手定则。
1.3 洛伦兹力的大小: 由安培力公式F=BIL从理论上导出洛伦兹力公式F=qvB.
1.4 洛伦兹力的特点：洛伦兹力对运动电荷不做功。
2.学情分析
高二的学生已具有一定的观察能力和逻辑推理能力,对现象——假设——理论推导——实验验证等科学研究方法有一定的基础，但仍有待提高。学生在学习了安培力，但对产生安培力的本质（即对微观现象）的理解感到有难度。本节课以学生自主探究规律为主导线，通过实验创设各种问题情景、引导，激发学生学习的兴趣，促进学生积极思维。学生通过讨论，体验科学探究的方法和过程，对物理知识能有进一步的理解，从而把传授知识与能力的培养有机的结合在一起。让学生掌握分析研究物理的基本方法。
3.教学设计思想
以新的物理课程标准的教学理念为指导,以知识为载体，能力为目标，在学习与探索过程中让学生会积极主动地获取知识，培养学生探究及合作交流的能力,学会科学研究的方法与技能，为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。
4.教学目标
4.1 知识与技能。
（1）知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向。
（2）知道洛伦兹力大小的推导过程。
（3）理解洛伦兹力对电荷不做功。
1 磁场对运动电荷的作用力----说课教案
北师大三附中物理组 吕旭其
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：
①说出洛仑兹力产生及其条件。
②部分同学能够推导计算洛仑兹力大小（f=qvBsinθ）
③能够运用左手定则判断洛仑兹力的方向。
④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： 2 ①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。
②由宏观的安培力来推导微观的洛仑兹力的大小和方向。
③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。
④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
目标 掌握洛伦兹力大小的推理过程。
课 题 《磁场对运动电荷的作用》 授课人 课型 新授课
1．知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向。
2．知道磁场对电流的作用力（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。
学习
3. 从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小，使其学生建立宏观、微观的概念，感受物理规
律的统一美。
1．洛伦兹力的方向判断。 学习
重点
学习 2．理解安培力实际就是洛伦兹力在宏观上的表现。根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹
力（微观量）的表达式。
理解安培力实际就是洛伦兹力在宏观上的表现。根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹力
难点 （微观量）的表达式。
一、磁场对运动电荷有力的作用
演示实验：观察阴极射线在磁场中的偏转
【实验现象】
1．在没有磁场时
2．在有磁场时
【归纳总结】
二、洛伦兹力的方向
1．运动的带电粒子所受洛伦兹力方向与 、 都垂直，也可以由 判定。
2．左手定则的内容
三、洛伦兹力的大小
1．推导洛伦兹力大小的计算公式
【模型建立】
如图，在磁感应强度为 B 的磁场中，长为 L 的导线，单位体积内含有的运动电荷数为 n，每个电荷
的电荷量为 q，电荷平均定向移动的速率为 v ，导线的横截面积为 s
- 1 - 【理论探究】
回忆电流、安培力的定义，根据建立的模型，理论推导洛伦兹力大小的表达式。
（1）在导线中取一截面，时间 t 内通过这一截面的自由电荷数
（2）电荷定向移动形成的电流
（3）通电导线所受安培力
（4）这段导线内总的自由电荷数
（5）每个自由电荷所受洛伦兹力
2．思考与讨论
（1）上面推导出的洛伦兹力大小计算公式的使用条件是什么？
（2）当电荷速度 v 的方向与磁感应强度 B 的方向平行时，洛伦兹力的大小 F 如何？
（3）当电荷速度 v 的方向与磁感应强度 B 的方向夹角为 θ时，洛伦兹力的大小 F 该怎样来计算？
《磁场对运动电荷的作用力》教学设计
教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向
2、知道洛伦兹力大小的推理过程
3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算
4、了解v和B垂直时洛伦兹力大小及方向的判断，理解洛伦兹力对电荷不做功
5、了解电视机显像管的工作原理
（二）过程与方法
通过观察形成洛伦兹力的概念，同时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右手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsin。最后了解洛伦兹力的最后一个应用——电视显像管中的磁偏转。
（三）情感态度与价值观
引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理——假设——实验验证”。
教学重点
洛伦兹力公式的推导和方向的判定
教学难点
洛伦兹力的计算及方向的判定
教学方法
假设-验证法 探究法 学生演示法
教学课时
一课时
教学过程
导入：通过三个问题设置疑问，（1）极光的形成，为什么只出现在地球的南北两极？（2）磁铁靠近电视机图像为什么会发生扭曲变形（3）阴极射线管中的射线在磁场作用下为什么会发生偏转？
一、这节课，主要来解决三个方面的知识点。（课件展示）
（1）知道什么是洛伦兹力。
（2）洛伦兹力方向判断 （3）知道洛伦兹力大小的推理过程，掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算
请同学们从互联网上，搜一下极光的图片，来看一下极光的特点。
教师提示：找出你认为最能展现极光特点的图片，然后放大，相邻几位同学可互相欣赏。
（从互联网上搜索图片，信息量非常大，因学生个人喜好的不同，所喜欢的图片也不一致，所以要求学生互相欣赏，加大认知。）
（2）教师将学生搜到的比较有代表性的图片，利用极域电子教室软件演示给学生看。让学生欣赏学生自己的寻找的成果。
