視頻標(biāo)簽：磁場對,運動電荷的作用

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版高中物理選修1-1第二章《磁場對運動電荷的作用》陜西省 - 西安

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《磁場對運動電荷的作用》 教學(xué)設(shè)計 
一、教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)的培養(yǎng):  1.知識與技能 
   （1）知道什么是洛倫茲力，知道影響洛倫茲力的因素。 
（2）會用左手定則解答有關(guān)帶電粒子在磁場中運動方向的問題。 （3）了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理及其在技術(shù)中的應(yīng)用。 2.過程與方法 
   （1）通過演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思考及能力。 
（2）通過類比的方法培養(yǎng)學(xué)生通過舊知識獲得新知識的能力。 
（3）通過用左手定則解答有關(guān)帶電粒子在磁場中運動方向的問題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。 
3.情感、態(tài)度與價值觀 
通過實驗教學(xué)，讓學(xué)生認真體會科學(xué)研究最基本的思維方法：“對比—推理—假設(shè)—實驗驗證”，激發(fā)學(xué)生探索物理現(xiàn)象的興趣。 4.落實學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo) 
引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、推理，再通過實驗驗證，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法，提高科學(xué)探究能力。 二、教學(xué)重點、難點： 
重點：（1）影響洛倫茲力方向的因素。 
（2）利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。 難點：洛倫茲力的方向的判斷。 
三、教學(xué)方法：實驗探究、講授、討論、練習(xí) 四、教學(xué)手段：演示實驗、微課教學(xué)、多媒體輔助教學(xué) 五、教學(xué)設(shè)計 
教師活動 
學(xué)生活動 
點評 
一、新課引入 學(xué)生觀看視頻：《極光》激發(fā)學(xué)生興趣，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)一起來揭開極光產(chǎn)生的原因。由此引導(dǎo)出本節(jié)課的主題——《磁場對運動電荷的作用》。    
  
二、講授新課 （一）洛倫茲力 
展示示波器、電子顯微鏡、X射線機圖片，在這些儀器中，都有一個真空玻璃管。在這個玻璃管內(nèi)，電子束由陰極出發(fā)，穿過真空到達陽極。既然磁場對通電導(dǎo)線有力的作用，那磁場對運動的電荷有力的作用嗎？ 
 
觀看《極光》視頻，思索極光產(chǎn)生的成因。激起思維碰撞的火花。     
  
認識電子射線管 
   
帶著疑問，導(dǎo)入新課         
拋出問題，要求學(xué)生探究處理物理問題的有效方法——可通過分析實驗現(xiàn)象
 
                    
             
                    
                            介紹電子射線管構(gòu)造，說明電子射線管的原理： 
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動軌跡。 
用電子射線管演示電子束在磁場中的運動情況 （1）沒有磁場時，電子束的徑跡。 
（2）把電子射線管放在蹄形磁鐵的兩極之間，觀察電子束的徑跡。 
（3）調(diào)換磁鐵南北極的位置，觀察電子束的徑跡。 
 
荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出，磁場對運動電荷有力的作用。為了紀(jì)念他，人們稱這種力為洛倫茲力。 
  
知識回顧——安培力 提出問題： 
（1） 安培力的定義； （2） 安培力的大小： 
（3）  判定安培力的方向的方法。      
（二）研究洛倫茲力的方向 
電子束由陰極發(fā)出，穿過真空到達陽極，實際上也是一種電流。 
類比電流在磁場中的受力，電流是導(dǎo)線中帶電粒子定向運動，帶電粒子在運動時受到洛
倫茲力，宏觀上表現(xiàn)為電流受到了安培力。 左手定則同樣適用于判斷洛倫茲力的方向。 提出問題：當(dāng)粒子速度與磁場方向平行時，粒
 
 
觀察實驗現(xiàn)象：（1）沒有磁場時，電子束做直線運動。 
（2）把電子射線管放在蹄形磁鐵的兩極之間，運動徑跡發(fā)生了彎曲。 
（3）調(diào)換磁鐵南北極的位置，運動徑跡發(fā)生了彎曲。 學(xué)生分析得出結(jié)論：磁場對運動電荷有作用。 理解：洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用力。  知識回顧： （1）安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受到的力。 （2）安培力的大小： F=BILsinθ （3）安培力的方向——左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，這時拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。    思考：如何判斷洛倫茲力的方向？   
類比思想，小結(jié)判斷依據(jù) 
 左手定則：磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向），拇指所指的方向就是洛倫茲力方向。 
 
 
 
 
思考、分析、小結(jié) 
得出結(jié)論。 
  
學(xué)生通過實驗探索，思考問題，讓學(xué)生有一種欣喜的感覺。    
根據(jù)教材的特點和教學(xué)大綱的要求， 
“推理 —假設(shè)—實驗驗證”體現(xiàn)了科學(xué)
的思維方法，要讓學(xué)生認真體會，實驗驗證是非常重要的一步。      
 
      
  
教師引導(dǎo)學(xué)生進行知識遷移，利用“磁
場對電流有作用力”和 “電流是電荷定向運動形成的”這兩個事實，
研究洛倫茲力的方向。 
      
                    
             
                    
                            子的受力？ 
小試牛刀： 提出問題：如果帶電粒子射入勻強磁場時，初
速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖
茲力的作用下將做什么運動？ 
 
    微課——洛倫茲力演示儀演示電子束的磁偏轉(zhuǎn) （三）電子束的磁偏轉(zhuǎn)    提出問題：帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲
力對帶電粒子是否做功？  
  小試牛刀 
  
  
 
（四）顯像管的工作原理 
提出問題： 
1． 電子束是怎樣實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？ 2． 在圖2.4－3中，如圖所示  
（1）要是電子打在A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么當(dāng)粒子速度與磁場方向平行
時，粒子不受洛倫茲力。 
小試牛刀： 
 
思考：如果帶電粒子射入勻強磁場
時，初速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下
將做什么運動？ 
觀看微課，思考問題，小結(jié) 
（1） 沒有磁場時，電子束是直
進的。 
（2） 外加磁場后，電子束的徑
跡變成圓形。 （3） 磁場的強弱和電子的速
度都能影響圓的半徑 
學(xué)生展示：  
洛倫茲力只改變速度的方向， 
不改變速度的大小，所以洛 
倫茲力對電荷不做功。 小試牛刀： 
  

 學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動
地獲得信息是其掌握信息的前提條件，教師作為探究過程
中“平等中的首席”，
則必須幫助學(xué)生正
確的抓住知識的主干。 
 
 
 
 通過介紹生活實例
——電視機顯像管
                    
             
                    
                            方向？ 
（2）要是電子打在B點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 
 （3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？ 3． 電子打在熒光屏上只能有一個亮點，為什么
整個熒光屏都能發(fā)光呢？  介紹顯像管的工作原理 
一般顯示器主要由電子槍、線圈、熒光屏、玻 璃屏幕四部分組成。電子槍產(chǎn)生高能電子束，
通電線圈提供磁場。電子束穿過磁場時，受洛
倫茲力作用，徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子束打在熒光物質(zhì)上，能產(chǎn)生亮點。磁場隨外加信號改變時，電子束在熒光屏上產(chǎn)生的亮點位置也發(fā)生相應(yīng)的變化。 
顯示器接收到影像信號時，電子束從熒光
屏左上角開始從從左向右掃描出一條水平線，之后再掃描下面一條線。 
    如此反復(fù)，高頻率地從上而下掃描，并利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，使熒光屏上的亮點構(gòu)成我們看到的影像。   
 
結(jié)合知識，思考、回答問題 
1. 偏轉(zhuǎn)磁場 
 2. （1）垂直板面向外 
（2）垂直板面向里 
（3）應(yīng)逐漸增大電子受到的洛倫茲力，磁場應(yīng)逐漸增強。 
3. 
靠磁場使電子束偏轉(zhuǎn) 
  
 
 
  
 
觀察圖片，通過電子束的磁偏原理，學(xué)習(xí)電視機顯像管的工作原理 
 
的工作原理，讓學(xué)生理解電子束磁偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用。 
三、鞏固練習(xí) 
 
四、新課總結(jié)  
1.磁場對運動電荷的作用力-----洛倫茲力。通電導(dǎo)體所受安培力，則是運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 
 2.洛倫茲力的方向總垂直于運動電荷的速度
        
在《磁場對運動電荷的作用》教學(xué)中，物理演示實驗及多媒體的應(yīng)用（包括課件、視頻、微課等），將教學(xué)內(nèi)容直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，增強學(xué)生對知識的
 
方向υ與磁感應(yīng)強度B所在的平面。指向可用左手定則判定：  磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷運動的方向（或負電荷運動的反方向），拇指所指的方向就是洛倫茲力方向。  3.洛倫茲力的應(yīng)用:顯像管……。  
播放視頻，回扣課前設(shè)置問題，并解釋《極光》的成因。  
五、布置作業(yè) 
1.課本41頁問題與練習(xí)：1、2 、3   
2.練習(xí)冊知識梳理內(nèi)容及練習(xí)冊課時過關(guān)內(nèi)容 六、板書設(shè)計  
      
觀看視頻，自我思考，解決心中疑難。 
感性認識。課堂上設(shè)計的探究物理問題的方法使教師的指導(dǎo)更有針對性，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成科學(xué)的思維方法及分析問題能力。

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