2019-2020年人教版高中物理選修3《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》說課設(shè)計(jì)2套.doc

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2019-2020年人教版高中物理選修3《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》說課設(shè)計(jì)2套 我說課的題目是《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》 我的說課分課標(biāo)分析、教學(xué)資源、學(xué)情分析、教法學(xué)法、教學(xué)過程、設(shè)計(jì)體會六部分： 第一部分：課標(biāo)分析： 本課的課標(biāo)要求是：通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向，會計(jì)算洛倫茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。 根據(jù)課標(biāo)要求和我對教材的理解確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下： （1）知識與技能： A、會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 B、會計(jì)算洛倫茲力的大小。 C、知道電視顯像管的基本構(gòu)造以及它工作的基本原理。 （2）過程與方法： A、通過演示、實(shí)驗(yàn)、觀察，形成洛倫茲力的概念 B、通過探究明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷 C、通過思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ D、最后了解洛倫茲力的應(yīng)用——電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn) （3）情感態(tài)度與價值觀： A、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察、分析、推理； B、培養(yǎng)學(xué)生主動與他人合作的精神、自主學(xué)習(xí)探究的精神； C、培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外科技發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢。 確定本節(jié)的重點(diǎn)是：1、洛倫茲力方向的判斷 2、洛倫茲力大小的計(jì)算 難點(diǎn)是：洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo) 第二部分：教學(xué)資源： 1、教材資源：我使用的是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3—1第三章第五節(jié)《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》。本節(jié)課既是安培力知識的延續(xù)，又是為下一節(jié)《電荷在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動》的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，而且在以后的力學(xué)綜合問題中經(jīng)常會涉及到洛倫茲力與電場力等其它力的綜合。在近兩年的高考中都是以大題的形式出現(xiàn)，可見其重要性。 2、生活資源：電視機(jī)顯像管、陰極射線管、感應(yīng)圈、學(xué)生電源、蹄形磁鐵，使學(xué)生領(lǐng)會物理與生活的聯(lián)系。 3、網(wǎng)絡(luò)資源：通過網(wǎng)絡(luò)上的影像資料幫助學(xué)生開闊視野，理解新知識，使學(xué)生知道網(wǎng)絡(luò)上不只是游戲、聊天……也有許多對我們自身發(fā)展有用的東西。 第三部分：學(xué)情分析： （1）在知識上：學(xué)生已經(jīng)對安培力有深刻的認(rèn)識，知道其方向的判斷和大小的計(jì)算，所以我采用比較的方式來突破洛倫茲力的方向判斷這一重點(diǎn)。在推導(dǎo)出洛倫茲力大小的計(jì)算公式后再用比較的方式將公式推廣。 （2）在能力上：學(xué)生對宏觀與微觀的聯(lián)系的理解比較困難，學(xué)生邏輯思維能力相對較差，為攻克這一難點(diǎn)，我根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況為學(xué)生搭梯子，創(chuàng)設(shè)問題情境來解決。 為了達(dá)成本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，突出重點(diǎn)，攻克難點(diǎn)，我采用如下的教法和學(xué)法 第四部分：教法和學(xué)法 從實(shí)際生活中的現(xiàn)象及所學(xué)的知識進(jìn)行質(zhì)疑→通過探究→來解疑，經(jīng)歷多次的比較，使知識得到理解；學(xué)生通過觀察、分析、探究、討論、歸納總結(jié)完成本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)。 這樣設(shè)計(jì)符合新課改的學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的精神，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 第五部分：教學(xué)過程 由于課堂教學(xué)是學(xué)生知識的獲得，技能技巧的形成，智力、能力的發(fā)展以及情感態(tài)度與價值觀養(yǎng)成的主要途徑。為了達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，我對整個教學(xué)過程進(jìn)行了以下的設(shè)計(jì)： （一）設(shè)置情境 引入新課 （二）師生互動 探究新知 （三）聯(lián)系實(shí)際 照應(yīng)開課 （四）課堂小結(jié) 板書設(shè)計(jì) （五）課外探究 發(fā)散思維 （一）設(shè)置情境 引入新課 為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我采用了兩部分引課，首先播放極光的影像資料，（提出為什么從宇宙深處射來的帶電粒子會在地球兩極上引起極光呢？）然后，我展示生活中電視機(jī)的顯像管（提出顯像管中電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么能使整個屏幕發(fā)光？）指出解開這兩個問題的鑰匙就是磁場對運(yùn)動電荷的作用力，這個力我們把它稱之為洛倫茲力，引入本課。這樣設(shè)計(jì)的原因之一是學(xué)生對宇宙的秘密比較向往，實(shí)際生活中的現(xiàn)象學(xué)生比較關(guān)注，容易把注意力從課下轉(zhuǎn)到課上來，原因之二隱藏了問題的答案，為磁場對運(yùn)動電荷有力的作用打下伏筆。原因之三是新課標(biāo)提倡物理要與生活生產(chǎn)相聯(lián)系，這和新課標(biāo)的精神相吻合。 （二）師生互動 探究新知 新知識一：洛倫茲力的方向 為突出這一重點(diǎn)，使學(xué)生獲得直觀的感性認(rèn)識，我演示陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)中的v、B、偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生探究用什么方法能直觀判斷洛倫茲力的方向？教師根據(jù)學(xué)生探究的實(shí)際情況進(jìn)行點(diǎn)撥：只要將運(yùn)動的電荷等效成電流，利用安培力的方向判斷方法是可以判斷出運(yùn)動電荷受力方向的，到此學(xué)生結(jié)合教材就可以得到判斷洛倫茲力的方向的左手定則。由于判斷安培力的方向也是用左手定則，學(xué)生很容易提出質(zhì)疑：那二者有何區(qū)別呢？由學(xué)生對比分析得出結(jié)論：即四指所代表的意義不同：安培力中四指代表電流的方向，而洛倫茲力中四指代表正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向，與等效電流的方向相同。為鞏固所學(xué)新知識，進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練（一）（二），這樣就進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，會使學(xué)生對所得結(jié)論深信不疑。明確了二者的區(qū)別之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究安培力與洛倫茲力的聯(lián)系，通過導(dǎo)線中微觀電荷運(yùn)動情況判斷其所受洛倫茲力的方向和整個導(dǎo)線所受安培力方向的關(guān)系就不難得出：安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是宏觀與微觀、合力與分力的關(guān)系，為洛倫茲力大小的推導(dǎo)做好充分準(zhǔn)備。這部分的設(shè)計(jì)也是新課改要求充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師主導(dǎo)作用的很好體現(xiàn)。 新知識二：洛倫茲力的大小 這是本課的難點(diǎn)，我結(jié)合教材中的思考與討論、根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律將復(fù)雜問題簡單化，設(shè)置四個小問題讓學(xué)生依次去探究： 導(dǎo)線的方向與磁場的方向垂直，即導(dǎo)線中電荷定向運(yùn)動的方向與磁場的方向垂直。 設(shè)導(dǎo)線中每個帶電粒子定向運(yùn)動的速度都是v，單位體積的粒子數(shù)為n， 1、算出在時間t內(nèi)的通過截面的粒子數(shù)？ 2、如果粒子的電荷量記為q，由此可以算出q與電流I的關(guān)系？ 3、寫出這段長為vt的導(dǎo)線所受的安培力F？ 4、寫出每個粒子所受的力即它的洛倫茲力？ 這樣就為生學(xué)生提供解決問題的邏輯線索，降低了解決問題的難度。 通過探究推導(dǎo)得出：F=qvB（B⊥v），學(xué)生在每個問題解決過程中，能夠鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力，在推理過程中，滲透宏觀世界與微觀世界的聯(lián)系，以及解決物理問題的一種思想：即通過設(shè)置一些中間量，最后將其消掉得出我們所需要的結(jié)論。 在得到結(jié)論F=qvB后，再由公式推出B=F/vq，通過與電場強(qiáng)度E=F/q的比較，我們可以更深刻的認(rèn)識磁：它只與運(yùn)動的電荷有關(guān)，表現(xiàn)為公式中反映運(yùn)動的物理量v，使所學(xué)知識得到升華。 因v與B不一定都垂直，讓學(xué)生根據(jù)安培力計(jì)算公式的推導(dǎo)去探究當(dāng)B與v平行、一般情況下如何計(jì)算電荷所受的洛倫茲力？學(xué)生經(jīng)過探究不難得出：B∥v時：F=0 一般情況下：F=qvBsinθ,在這里可以進(jìn)一步說明電荷受洛倫茲力的條件是什么？（運(yùn)動電荷 速度與磁場不平行），由于電場對電荷也有作用力,為了加強(qiáng)學(xué)生對電場和磁場的區(qū)分和理解,可以讓學(xué)生去總結(jié)帶電粒子在電場和磁場中受力有何不同？使學(xué)生的思維得到發(fā)散。為了更好的學(xué)習(xí)下一節(jié)課，引導(dǎo)學(xué)生探究洛倫茲力對帶電粒子運(yùn)動的速度有什么影響？洛倫茲力對帶電粒子做功嗎？引導(dǎo)學(xué)生由左手定則得到洛倫茲力與速度的方向始終是垂直的，和圓周運(yùn)動的向心力的特點(diǎn)是一樣，只能改變速度的方向，不能改變大小，對帶電粒子不做功,這樣也會使學(xué)生知道不能孤立的學(xué)習(xí)，要注意前后知識的聯(lián)系。 （三）聯(lián)系實(shí)際，照應(yīng)開課 理論來自于實(shí)踐，更要服務(wù)于實(shí)踐，從而解決開課時提出的兩個問題，關(guān)于極光讓學(xué)生思考得出結(jié)論：是因?yàn)榈厍蛑車嬖诘卮艌鍪箮щ娏Ｗ影l(fā)生偏轉(zhuǎn)，而電視機(jī)的顯像管可以拋給學(xué)生，讓學(xué)生閱讀教材、結(jié)合思考與討論了解其結(jié)構(gòu)和原理，知道是顯像管中偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場使電子束發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，使整個屏幕發(fā)光。在此還可以聯(lián)想到前面電場中學(xué)習(xí)到的示波管的原理，讓學(xué)生課后結(jié)合教材35頁去比較二者的區(qū)別。這兩部分是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，這樣可以使學(xué)生更好理解電荷在電場和磁場中運(yùn)動情況，區(qū)分電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的原理。 （四）課堂小結(jié)，板書設(shè)計(jì) 讓學(xué)生去總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。板書設(shè)計(jì)如下: （五）課外探究，發(fā)散思維 讓學(xué)生根據(jù)所本節(jié)所學(xué)的知識去探究生活和科技中還有哪些應(yīng)用洛倫茲力的例子？課后進(jìn)行交流。 這樣設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生的思維得到發(fā)散。 第六部分：設(shè)計(jì)體會 1、從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，來處理教材、選擇教法、指導(dǎo)學(xué)法。 2、學(xué)生的潛力是無窮的，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中要注意關(guān)鍵位置的引導(dǎo)，就能起到事半功倍的效果。 3、現(xiàn)在的學(xué)生善于合作，善于借助集體的力量完成學(xué)習(xí)任務(wù)，所以在教學(xué)中多設(shè)置探究題目，讓學(xué)生探究得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，還能提高教學(xué)效果。 磁場對運(yùn)動電荷的作用力說課教案 一、說教材，: 上課用到的教材是人民教育出版社選修3-1第三章第五節(jié)。它的地位是：本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場中運(yùn)動的基礎(chǔ)，還是力學(xué)分析中重要的一部分。它的作用是：學(xué)好本節(jié)，對以后力學(xué)綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關(guān)系解力學(xué)問題，有很大的幫助。它的地位是：教材首先通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，討論洛倫茲力的方向，然后將安培力看作是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，通過安培力公式導(dǎo)出洛倫茲力的公式，這一部分是學(xué)生的一個理論探究活動。 二、說學(xué)情 考慮到洛侖茲力的抽象性，從以下三個方面處理：（1）洛侖茲力屬于微觀力學(xué)范疇，充分利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生從感性知識入手，激發(fā)學(xué)生的興趣。（2）從已知的安培力產(chǎn)生的本質(zhì)原因入手，來解決這個問題會使學(xué)生更容易接受洛侖茲力大小及方向與已知的安培力的關(guān)系。（3）利用洛侖茲力與速度垂直聯(lián)想學(xué)過的勻速圓周運(yùn)動來減低難度。 根據(jù)如上分析，可確定出本節(jié)教學(xué)的三維目標(biāo)。 三、三維教學(xué)目標(biāo) 1、在物理知識與技能的教學(xué)目標(biāo)： ①說出洛侖茲力產(chǎn)生及其條件。 ②部分同學(xué)能夠推導(dǎo)計(jì)算洛侖茲力大?。╢=qvBsinθ） ③能夠運(yùn)用左手定則判斷洛侖茲力的方向。 ④說明帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁場方向運(yùn)動時，為什么會做勻速圓周運(yùn)動。 2、過程與方法的教學(xué)目標(biāo)： ①描述通電導(dǎo)線在磁場中的受力是其中運(yùn)動電荷在磁場中受到洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。 ②由宏觀的安培力來推導(dǎo)微觀的洛侖茲力的大小和方向。 ③通過觀察演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識并驗(yàn)證帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力情況，借此培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問題的能力。 ④推導(dǎo)帶電粒子做圓周運(yùn)動的半徑公式與周期公式。 3、情感態(tài)度與價值觀的教學(xué)目標(biāo)： 引導(dǎo)學(xué)生用分析猜想、實(shí)驗(yàn)觀察、理論驗(yàn)證的科學(xué)方法探求新知識，增強(qiáng)他們的科學(xué)能力。讓學(xué)生在主動參入過程中，體驗(yàn)解決問題的愉悅。 四、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 ①重點(diǎn)使學(xué)生理解安培力產(chǎn)生的根本原因是運(yùn)動粒子在勻強(qiáng)磁場中受到洛侖茲力的作用，并掌握計(jì)算洛侖茲力的大小、判斷洛侖茲力方向的方法。（實(shí)驗(yàn)） ②推導(dǎo)洛侖茲力大小的計(jì)算公式（f=qvB）有些抽象，學(xué)生不易認(rèn)識和理解，是教學(xué)的難點(diǎn)，并要明確其條件。 ③通過對運(yùn)動電荷所受洛侖茲力的分析及觀察演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分析得出帶電粒子垂直于磁場方向運(yùn)動時，做勻速圓周運(yùn)動。（實(shí)驗(yàn)） 五、說教法、學(xué)法 教學(xué)時采用分析推理、思考討論、歸納總結(jié)相結(jié)合的方法。 學(xué)生可通過觀察電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)情況研究洛倫茲力的方向，體驗(yàn)研究物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。對比安培力和洛倫茲力，從理論上導(dǎo)出洛倫茲力公式，認(rèn)識科學(xué)探究方法的多樣性。 六、實(shí)施教學(xué)過程 （1）、回憶復(fù)習(xí)： ①安培力是怎樣產(chǎn)生的？大小和方向如何？ ②電流的微觀表達(dá)式是怎樣的？ （2）、新課引入（推理---猜想---實(shí)驗(yàn)觀察） 推理：磁場對電流有安培力的作用，而電流是由電荷的定向移動形成的。 學(xué)生猜想：磁場對運(yùn)動電荷有（無）作用力 驗(yàn)證：演示實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進(jìn)的，若把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，電子束運(yùn)動的徑跡發(fā)生了彎曲。 說明：運(yùn)動電荷受到磁場的作用力-------洛倫茲力。 （3）、洛倫茲力的大小 公式推導(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生建立電流微觀模型進(jìn)行分析，教師可結(jié)合課件演示該模型，給學(xué)生動態(tài)、形象的展示。 電流微觀表達(dá)式：I=nqvs (n:單位體積自由電荷數(shù)；q:每個自由電荷電荷量；v:電荷定向移動平均速率；s:導(dǎo)體橫截面積。) 載流導(dǎo)線所受安培力：F=BIL （B與I垂直） F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs為這段導(dǎo)線含有的運(yùn)動電荷數(shù)) 得f=qvB (電荷q所受的洛倫茲力) 最后指出三種情況下洛倫茲力的大小 電荷運(yùn)動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力最大；電荷運(yùn)動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力為0；電荷運(yùn)動方向與磁場方向成任意夾角時，洛倫茲力介于0和最大之間。 （4）、洛倫茲力的方向判斷 左手定則：磁感線B——垂直穿入手心 正電荷運(yùn)動方向v——四指指向 正電荷所受洛倫茲力方向-----姆指指向 (運(yùn)動的負(fù)電荷在磁場中所受的洛倫茲力方向與正電荷受的力相反). 提醒學(xué)生注意：電荷所受的洛倫茲力既垂直于磁場方向，又垂直于電荷運(yùn)動方向。即垂直于磁場方向和電荷運(yùn)動方向所決定的平面。 （5）、洛倫茲力的特點(diǎn)方向判斷 討論：洛倫茲力對在磁場中運(yùn)動的帶電粒子是否做功？ 由于洛倫茲力始終垂直于電荷的運(yùn)動方向，所以它對電荷不作功，不改變運(yùn)動電荷的速率和動能，只能改變電荷的運(yùn)動方向使之偏轉(zhuǎn)。 （6）、帶電粒子在洛倫茲力下的圓周運(yùn)動 七、教學(xué)小結(jié) （1）、洛侖茲力作為一種力具有力的共性，即力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。也具有不同于其他性質(zhì)的力的個性，即不做功。這種個性科學(xué)技術(shù)上具有非常重要的意義。在許多科學(xué)儀器和工業(yè)設(shè)備，例如質(zhì)譜儀，粒子加速器，電子顯微鏡，磁鏡裝置，霍耳器件中，洛倫茲力都有廣泛應(yīng)用。 （2）、我們深入安培力微觀實(shí)質(zhì)得出了洛侖茲力，也就是安培力和洛侖茲力的本質(zhì)是相同的，但洛侖茲力跟根本更廣泛，磁場不但對運(yùn)動的基本粒子有力的作用，而且對運(yùn)動的帶電體有力的作用。洛倫茲力既適用于宏觀電荷，也適用于微觀帶電粒子。電流在磁場中所受安培力就是其中運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 （3）、我們學(xué)到了從舊知識生成新知識的方法之一，即從宏觀深入到微觀。