1.2磁场对运动电荷的作用力 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

课题 第2节　磁场对运动电荷的作用力 课型 新授课 1.教学内容分析 本节既是安培力知识的延续，又是为下一节《电荷在匀强磁场中的运动》的学习打基础，而且在以后的综合问题中经常会涉及到洛伦兹力与电场力等其它力的综合。在近两年的高考中都是以大题的形式出现，可见其重要性。 2.学习者分析 让学生深刻体会了探究实验的模式，培养了学生实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦. 3.学习目标确定 物理观念：知道什么是洛伦兹力，会利用左手定则判断洛伦兹力的方向 科学思维：探究洛伦兹力大小的推理过程 科学探究：经历理论推导洛伦兹力大小的过程，启发学生主动思考，培养学生的逻辑思维能力和探究能力。 科学态度与责任：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。 1. 学习重点难点 教学重点：探究得出洛伦兹力的方向和大小的过程 教学难点：洛伦兹力方向、大小的得出 5.学习评价设计 本节主题在于磁场对运动电荷的作用力的学习与分析，最终能使用洛伦兹力公式求解洛伦兹力的大小，使用左手定则判定洛伦兹力方向。并能以此猜测带点粒子在匀强电场中会进行怎样的运动。 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：（根据课堂教与学的程序安排） 教师活动1 情境　如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中向下发生了偏转。 阴极射线管接高压电源时，阴极会发射电子 电子通过狭缝后形成一个扁平的电子束 电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹 探究 (1)什么力使电子偏转？该力的方向如何？ (2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？ 学生活动1 实验观察 通过演示实验，观察实验现象：阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转 活动意图说明： 以视频进行导入，提升学生的学习积极性，做最直观的认可。 环节二： 教师活动2 一．洛仑兹力的方向 1.定义：磁场对运动电荷的作用力 板书：运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力。 2.方向： 洛仑兹力的方向可以用左手定则判定，伸开左手，让拇指与其任四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中受到的洛仑兹力的方向； 3．洛伦兹力的特点 (1)运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，与磁场相对静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力； (2)洛伦兹力的大小和方向都与带电粒子的电性和运动状态有关； (3)洛伦兹力对电荷不做功，不改变电荷运动的速率，只改变电荷运动的方向。 练：试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向。 学生活动2 类比于安培力方向的判定，结合电流的微观电流表达式，得出左手定则 运动的电荷在磁场中受到的洛仑兹力的方向，与运动方向与磁感应强度方向都垂直。 使用自己的草稿本进行习题练习 活动意图说明 先定性的认识洛伦之力的方向 环节三： 教的活动3 二．洛仑兹力的大小 思考与讨论 安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 安培力大小等于各个自由电荷所受洛伦兹力的合力 导线中的电流方向与磁场方向垂直时，安培力大小为F=BIL。在这种情况下，导线中电荷定向移动的方向也与磁场方向垂直。既然安培力是洛仑兹力的宏观体现，那么我们是否可以由安培力的表达式推导出洛仑兹力表达式呢？ 思考与讨论 如何由安培力的表达式推导出洛仑兹力表达式？建议你沿以下逻辑线索思考。 1. 设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的粒子数为n。算出图一段导线中的粒子数，这就是在时间t内通过横截面S的粒子数。粒子的电荷量记为q，由此可以算出q与I的关系。 2. 写出这段长为vt的导体受的安培力F安。 3. 求出每个粒子受到的力，它等于F洛。这时，许多中间量，如S、v、t等都不应出现。 仿照第一节对安培力的讨论可以知道，在一般情况下，当电荷运动方向与磁感应强度方向夹角为θ时（图1.2-5），电荷受的洛仑兹力为F=qvBsinθ 总结： 1）当v//B时：F洛=0 2）当 v⊥B时：F洛=qvB 3）当v既不∥，又不⊥于B时：F洛=qvBsinθ 安培力与洛伦兹力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观体现 洛伦兹力是安培力的微观表现 学生的活动3 使用安培力的公式进行变形，，结合电流的微观表达式推导洛伦兹力的大小 由特殊情况推广到一般情况。 活动意图说明 利用安培力的公式与电流的微观表达式推导得出洛伦兹力的一般表达式 7. 板书设计 第2节　磁场对运动电荷的作用力 一、洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛仑兹力 2、 洛伦兹力的方向 洛仑兹力的方向可以用左手定则判定，伸开左手，让拇指与