教学设计
教学主题
运动电荷在磁场中受到的力
一、教材分析
这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点.本节教材的重点是洛仑兹力的大小 、方向和产生条件，其中公式ｆ＝qvB的推导和应用是个难点，由于洛仑兹力是属于微观的力学范畴，抽象是个突出的特点.因此充分借助实验和已有的知识来搭桥铺路是十分重要的一环.在解决重点知识上采用实验、诱导、点拔、思考、讲解、自推等方法充分调动学生思维积极性，使知识掌握在学生深刻理解的基础上，从而提高教学效果。对于难点的处理采取由事实出发进行实验→猜想→推理→推论.
?
二、学生分析
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。
?
三、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。
3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
4、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。
5、了解电视机显像管的工作原理。
（二）过程与方法
1、通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力和安培力的关系，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。
2、通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式。
（三）情感态度与价值观
1、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。
2、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”。
四、教学环境
+简易多媒体教学环境?? □交互式多媒体教学环境?? □网络多媒体环境教学环境?? □移动学习? ?□其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
1、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。
2、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。
?
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
环节一【复习导入】
?
教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现
前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：1.如图判定安培力的方向（让学生上黑板做2.什么是电流？电流的微观表达是什么？
通过复习安培力的计算和方向判断，以及电流的相关概念，为洛伦兹力的学习做好铺垫.
?
环节二【新知探究】
?
观察磁场阴极射线在磁场中的偏转
教师：说明电子射线管的原理
学生用左手定则判断电子束弯曲方向.
学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用.
环节二【新知探究】
洛伦兹力的方向
教师：运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢？
?学生讨论总结
?
环节二【新知探究】
洛伦兹力的大小
?
设计情景
学生自主推导
通过“思考与讨论”，来推导公式F=qvBsinθ时，应先建立物理模型，再循序渐进有条理地推导，这一个过程也可放手让学生完成，体现学习的自主性
环节三【随堂训练】
?
设计问题
学生黑板展示
?
通过训练，强化洛伦兹力的大小计算、方向判断.
?
环节四【知识小结】
?
适时补充
学生总结
?
环节五【课下作业】
?
?
1. 阅读“电视显像管的工作原理”一段，了解电视显像管是利用带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转的.
2.完成教材“问题与练习”1、2、3、4题.第3、4题为书面作业.
?
借助网络资源，进一步了解电视显像管的工作原理
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
一、要认真研究教材、遵循认知规律
本节课要通过实验，理解洛伦兹力的概念，然后通过洛伦兹力和安培力的关系，引导学生将宏观和微观建立联系，同时学会用微观模型分析问题.推导洛伦兹力的表达式，体验科学探究的过程。本节课的重难点是研究洛伦兹力的方向、大小及做功情况。在讨论了安培力与洛伦兹力的关系（安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质）后，再讨论洛伦 兹力的大小的表达式，思路自然而然就是求每个粒子受到的力即洛伦兹力，从课堂上学生的反应也证实了这样微调的效果是良好的。
二、要注重课堂引入、设疑培养能力
一年之计在于春，一堂课的开始即引课也同样至关重要。要在上课之初引发学生求知的欲望与兴趣，点燃学生探究与学习的动力。理科老师一般只关注知识的严谨、 科学及实验设计的精巧，而在引入、过渡方面不会充分的思考，本人在设计本节课时首先考虑知识的承上启下即如何适当的引入，既要激趣诱思又要考虑知识的衔 接。所以我利用多媒体技术播放极光现象，同时回顾上一节内容（通电导线在B不平行于I时受安培力的作用）及电流的产生，让学 生自然而然产生“磁场对运动电荷有无力的作用？”的猜想，带着问题走入教学过程，从而有的放矢，在教学中轻松解决问题。此外，在教学过程中，通过提出问 题、学生合作中的动态生疑等方式，让学生在实践中解决问题、在思考中产生问题，从而获取新知，锻炼思维能力。
三、要重视实验及探究教学
物理是一门实验科学，所以实验在物理教学中占有重要的地位。这就要求教师要具有较强的实验能力与创新精神，但也要考虑实验条件，充分挖掘现有的器材。本节 课中的阴极射线管是一个传统器材，本人深入实验室后发现了“新大陆”——硫酸铜的旋转，将其搬 进课堂后起到了良好的效果，让学生深刻认识到洛伦兹力的客观 存在。在突破洛伦兹力的方向这一教学难点时再次利用阴极射线管实际画出磁场方向，电子速度方向，洛伦兹力的方向从而加深对左手定则的理解与记忆。另外利用 好实验可以让一些难于理解的物理问题轻易得到解决，在最后一个思考与讨论中讨论如何使显像管中的电子实现由上到下移动时，再次利用阴极射线管成功演示，从 而为学生更好地理解洛伦兹力的应用扫清了障碍。
?
课件31张PPT。预习自测暴露的问题： 1、判断洛伦兹力方向时由于正负电荷未分清，导致四指指向错误。 2、在计算洛伦兹力大小时，没有明确题目中的夹角是不是速度与磁感应强度的夹角，而单纯套公式，导致计算错误。 3、对洛伦兹力的特点缺乏理解，导致做出错误的判断。第五节
运动电荷在磁场中受到的力邹城第一中学 张珍 问题1：电视显像管中的电子束只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？ 人类首次拍到南北极 光“同放光彩”的奇景 问题2： 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球两极引起极光？
冰岛的极光回顾复习：1、安培力的定义：磁场对通电导线的作用力 方向的判断： 左手定则 大小的计算：2、电流是如何形成的？电流是由电荷的定向移动形成的 F＝ILBsinθ猜想： 磁场可能对运动电荷有力的作用。
演示：阴极射线在磁场中的偏转 思考与讨论：在这个实验当中观察到了什么现象？根据这个现象能得出什么结论？实验现象： 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
实验结论： 阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力．
1、定义：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力 2、方向的判断： 通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现 .
一、洛伦兹力：
伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 。
左手定则
垂直纸面向外 例1： 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 反思:判断洛伦兹力方向时，要分清研究的是正电荷还是负电荷，要是负电荷，四指要指向负电荷运动的反方向,并且左右手也得分清。变式训练： 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。洛伦兹力方向垂直纸面向里思考与讨论：1、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁场和速度所组成的平面。
2、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么样的影响？ 洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度的大小。3、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？洛仑兹力对带电粒子永不做功。
洛伦兹力的特点：（1）、洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁场和速度所组成的平面。
（2）、洛伦兹力对电荷不做功，即不改变速度的大小，只改变速度的方向。
例2、在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是（ ） A、洛伦兹力既改变带电粒子的速度方向，也改变其速度的大小。 B、洛伦兹力只改变带电粒子运动方向。
C、洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不 做功。
D、洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动过程中的动能保持不变。BCD探究洛伦兹力大小的表达式： 设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)若速度v与磁场B的方向夹角为θ导线中的电流强度:导线受安培力为:导线中的电荷的总个数为总电荷数：每个电荷受力为:F=qV1B=qVBsinθ（ θ为V与B的夹角）V2
V1I=nqsv
F安＝ILB＝（nqsv）LBN=nsLF＝ｑVB
探究洛伦兹力大小的表达式：
3、洛伦兹力的大小 F=qVBsinθ（ θ为V与B的夹角）（1）V =0时，F =0，即磁场对静止电荷没有力的 作用（2）θ =0 ( V∥B）时，F =0
（3）θ = 90° ( V⊥B）时， F=qVB
例3、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 [??? ]
A．带电粒子速度大小改变；
B．带电粒子速度方向改变；
C．带电粒子速度大小不变；
D．带电粒子速度方向不变。CD.反思：带点粒子在磁场中受不受洛伦兹力决定于速度的方向和磁场的方向，所以在速度已知的情况下，一定要弄清磁场的分布特点。 有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为 ,质子在磁场中向 方向偏转 。变式训练：5×10５m/s 东1、电视显像管的工作原理主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等【思考与讨论】1．若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．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？3．若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？二、应用 垂直纸面向外
垂直纸面向里
先垂直纸面向里并逐渐减小，然后垂直纸面向外并逐渐增大。原理：应用电子束磁偏转的道理以正电荷为例2、极光现象 例4、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )
A.竖直向下沿直线射向.
B.相对于预定地面向东偏转.
C.相对于预定点稍向西偏转.
D.相对于预定点稍向北偏转.
B 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。当堂检测1、如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）2、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是 （ ）
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用.
B．电荷在电场中一定受电场力的作用.
C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致.
D．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直.CBD当堂检测3．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是( )
A．只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同.
B．如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变.
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直.
D．粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动.BD4、关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ）
A、F、B、v三者必定均相互垂直
B、F必定垂直于B、v，但B不一定垂直v
C、B必定垂直于F，但F不一定垂直于v
D、v必定垂直于F，但F不一定垂直于BＢ 5、电子以4×106m/s的速率垂直 射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的洛伦兹力为 N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是30°，则电子所受的洛伦兹力为 N 3.2×10-13 1.6×10-136、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通有自左向右电流的长直导线，则电子射线将（ ）
A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏Ｂ××
×
小结：1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现.2、洛伦兹力的方向：左手定则
F ⊥ v F ⊥ B3、洛伦兹力大小： F=qVBsinθ
V⊥B F=qVB
V∥B F= 05、电视显像管的工作原理4、特点：洛伦兹力只改变速度的方向，不改变
速度的大小，即洛伦兹力对运动电荷不做功 。
作业：
完成课后的“问题与练习”及课后延伸的“巩固练习”。
