课件13张PPT。 磁场对运动电荷的作用授课者:叶朱萍 【实验器材】 条形磁铁，高压感应圈，阴极射线管
一 磁场对运动电荷有力的作用 【实验操作】 不加磁场时，电子不受力，作直线运动；拿一条形磁铁靠近阴极射线管，运动的电子处在磁场中，观察发生的现象。
【实验结论】 磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫洛伦兹力。
亨得里克·安顿·洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz,1853~1928)
荷兰物理学家、数学家，电子论的创立者，1902年与彼德·塞曼同共荣获诺贝尔物理学奖。洛伦兹是经典电子理论的创造者，1895年洛伦兹根据物质电结构的假说，成功解释了相当多的物理现象。创立了经典电子论。洛伦兹的电磁场理论研究成果，在现代物理中占有重要地位。洛伦兹力是洛伦兹在研究电子在磁场中所受的力的实验中确立起来的。
二 洛伦兹力的方向【总结归纳 】 洛伦兹力方向由左手定则判定。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，那么大拇指的指向就是洛伦兹力的方向。
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三 洛伦兹力的大小【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 ，导线的横截面积为s
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理论探究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 1、运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用吗？
2、当电荷速度 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 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？试推导。
思考与讨论 从物理走进生活 电子在磁场力作用下的运动轨迹究竟是何种性质的轨迹？ 谢谢！《磁场对运动电荷的作用》教学反思
洛伦兹力属于微观力学范畴，比较抽象，毕竟微观粒子看不见摸不着，怎么给学生感性的认识是能否帮助学生掌握本节课的关键。通常我们利用阴极射线管，使阴极激发出的电子束在荧光屏上产生绿色的径迹，在轨迹上加上磁场，使径迹偏转，来使学生感觉微观粒子的受力。这个方法虽好，但远离学生的经验，还是有些抽象，不能有效地激发学生的思考。爱因斯坦说过：提出问题比解决问题更重要，没有思考就没有新思想的产物。所以在学习过程中一个好的问题的形成是开始建构知识的关键。
我在这节课的课堂教学中采用了导电液体在磁场中旋转的实验来激发学生的思考，让学生从身边的可以操作的现象来认识洛伦兹力。在让学生思考导电液体旋转原因的同时，复习回忆电流是由于电荷的定向移动而产生的，引导学生从安培力这个宏观量思考到磁场对运动电荷有力的作用。提出疑问后用阴极射线管的实验验证猜测。在讲解重点知识时，分步运用观察实验、提问、猜想、讨论、实验验证、讲解、推导等手段，让学生在积极参与的过程中理解和掌握本节知识内容。
传统知识教育的特征是被动接受，知识的学习过程也主要是记忆的过程，这些特征必将导致重结果甚于重过程，重标准答案甚于重智力开发，现在意义的教学并不是简单的对自然规律的揭示，更重要的是能找到研究自然律的方法。为此，在这节课的设计中，我改“讲授”为“探究”，把教学的重点从学习具体的物理知识变为探索知识的过程。教材直接给出了洛伦兹力的方向用左手定则判断，在处理这部分内容时，我以实验现象为切入点，引导学生回忆安培力方向的判断，启发他们分析并总结，由电流方向和电荷运动方向的关系及安培力和洛伦兹力宏观和微观的对应关系，得出运动电荷所受洛伦兹力的方向也可以用左手定则来判断。为加深学生的感性认识，用阴极射线管的实验验证左手定则确实可以用来判断洛伦兹力的方向。避免了学生在听课过程中被动地被拖着走的现象。在推导洛伦兹力的大小时，把推导过程大胆地交给学生，通过设疑提问和学生小组合作自主探究等方式，实现知识的迁移。再通过学生反馈推导过程，使学生得到启发，受到激励。
物理来源于生活，服务于生活。从实验走进物理课堂，从物理走向生活，引导学生用所学知识解释极光，展示物理的自然之美；介绍电视机显像管工作原理，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，使学生得到成功的体验和愉悦。
课 题
《磁场对运动电荷的作用》
授课人
叶朱萍
课型
新授课
学习
目标
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。掌握洛伦兹力大小的推理过程。
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。
学习
重点
1．洛伦兹力的方向判断。
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。
学习
难点
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。
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，导线的横截面积为s
【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？试推导。
四、走进生活——洛伦兹力的实际应用
从下图可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
1．如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2．如果要使电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
3．如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
4．要使电子在荧光屏上精确定位，就需要知道电子的运动轨迹。电子在磁场中偏转轨迹究竟是何种性质的轨迹呢？
【理论探究】
学生回忆电流、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。
【思考与讨论】
1．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用吗？
2．当电荷速度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？试推导。
（四）从物理走向生活
观看极光的图片，让学生感受大自然的神奇。解释极光产生的原因，通过视频短片让学生了解极光的产生为什么只出现在地球南北两极附近。
介绍电视机显像管的原理，让学生体会物理知识在生活中的应用。
（五）课堂小结，课后思考
带电粒子在磁场中运动轨迹的性质是什么？
六、教学设计思想
1．体会科学研究最基本的思维方法：“观察现象——提出问题——猜想假设——实验验证”。
让学生经历探究过程，在交流与合作中，体会物理学习过程的实践之美。
2．实验引入，设疑激趣，提高学生参与课堂的积极性，突出物理实验的探究之美。
3．运用类比，突出宏观向微观递进的科学思想，培养学生分析推理的能力，领悟物理学内容的哲学之美。
4．从实验走进物理课堂，从物理走向生活，引导学生用所学知识解释极光，展示物理的自然之美；介绍电视机显像管工作原理，培养学生将所学的知识应用到生活、生产中的能力，体现物理的实用之美。
江苏省高中物理优课评比(教学设计)
磁场对运动电荷的作用
执教者: 叶朱萍
单位：江苏省靖江市斜桥中学
电话：13815948180
邮箱：jsyezhuping@126.com
《磁场对运动电荷的作用》教学设计
本设计选用教材为人民教育出版社全日制普通高中教科书选修3-1
一、教学内容和学情分析
（一）教学内容分析
《磁场对运动电荷的作用》这一节是对安培力知识的延续和深化，也是学习带电粒子在磁场中运动的基础；这一节是电磁学与力学结合的完美切入点，也是探究微观带电粒子运动规律，解释与微观带电粒子运动有关的宏观物理现象的基础；本节内容在知识结构和发展学生认知领域上都起着承上启下的作用。内容安排上，让学生经历实验探究和理论推导两个过程，感悟科学探究思想，学会探究方法；深入理解安培力的微观本质，知道洛伦兹力的存在；会判断洛伦兹力方向，能理解和推导洛伦兹力的计算公式。
（二）学情分析
本节教学前，学生已完成了力学，电流，磁场和安培力的学习，在思维方法方面，已经有一定的观察、分析、抽象、逻辑思维和数学推算等能力。但学生缺乏对电荷在磁场中运动的感性体验，教学时，教师可以利用学生对未知事物新奇现象的探究兴趣和欲望，调动学生参与课堂的积极性。
二、教学目标
（一）知识与技能
1．认识洛伦兹力
2．会判断洛伦兹力方向，能由安培力大小推导运动电荷所受的洛仑兹力大小。
（二）过程与方法
1．认识宏观和微观之间的联系，经历实验探究和理论推导的过程。
2．理解“现象——假设——物理模型——推理——实验验证”科学探究的方法和途径。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究培养学生科学分析的习惯，激发学生乐于探索自然现象和日常生活中物理学道理的求知欲。感受物理的自然美和探索形成物理知识的思维美。认识“物理源于生活，服务于人类”的实践观念，激发“好学”、“乐学”的热情和积极性。
三、教学重、难点
重点：安培力本质的理解，洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力的计算
难点：理解洛伦兹力是安培力的微观本质，洛伦兹力计算公式的推导过程
四、教学仪器及媒体
（一）实验仪器：带电极的水槽，学生电源，导电液体，强磁铁，导线，条形磁铁，高压感应圈，阴极射线管。
（二）电教设备：多媒体电脑，视频投影仪
五、教学过程
（一）探究磁场对运动电荷有力的作用
【实验演示】
器材：带电极的圆形水槽、导电液体、学生电源、强磁铁、导线
操作：在带电极的水槽中倒入导电液体，连接电极，把水槽放在磁铁上，接通电源。
现象：观察到导电液体的旋转。
【实验猜想】
导电液体在磁场中旋转的原因？
【实验验证】
器材：阴极射线管，高压感应圈，条形磁铁
操作：不加磁场时，电子不受力，作直线运动；拿一条形磁铁靠近阴极射线管，运动的电子处在磁场中，观察发生的现象。
结论：磁场对运动电荷有力的作用，这个力叫洛伦兹力。
（二）探究洛伦兹力的方向
【实验演示】
利用圆形水槽实验，观察导电液体的旋转方向。
【实验猜想】
洛伦兹力的方向可以用左手定则判断？
【实验验证】
器材：阴极射线管，高压感应圈，条形磁铁
操作：进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转，并改变磁场方向。验证判断方法。
归纳：洛伦兹力方向由左手定则判定。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，那么大拇指的指向就是洛伦兹力的方向。????
（三）探究洛伦兹力的大小
【思维点拨】
大量电荷定向移动形成电流，把电流垂直放入磁场中，每一个运动电荷都要受到洛伦兹力，这些洛伦兹力的集体（宏观）表现就是安培力。
【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，导线的横截面积为s
