2019-2020年人教版高中物理選修3《磁場對運動電荷的作用力》說課設計2套.doc

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2019-2020年人教版高中物理選修3《磁場對運動電荷的作用力》說課設計2套 我說課的題目是《磁場對運動電荷的作用力》 我的說課分課標分析、教學資源、學情分析、教法學法、教學過程、設計體會六部分： 第一部分：課標分析： 本課的課標要求是：通過實驗，認識洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學技術(shù)中的應用。 根據(jù)課標要求和我對教材的理解確定本節(jié)的教學目標如下： （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、實驗、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，推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ D、最后了解洛倫茲力的應用——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)學生的科學思維和研究方法引導學生學會觀察、分析、推理； B、培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神、自主學習探究的精神； C、培養(yǎng)學生正確的學習態(tài)度，讓學生關注國內(nèi)外科技發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢。 確定本節(jié)的重點是：1、洛倫茲力方向的判斷 2、洛倫茲力大小的計算 難點是：洛倫茲力計算公式的推導 第二部分：教學資源： 1、教材資源：我使用的是普通高中課程標準實驗教科書物理選修3—1第三章第五節(jié)《磁場對運動電荷的作用力》。本節(jié)課既是安培力知識的延續(xù)，又是為下一節(jié)《電荷在勻強磁場中的運動》的學習打基礎，而且在以后的力學綜合問題中經(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：電視機顯像管、陰極射線管、感應圈、學生電源、蹄形磁鐵，使學生領會物理與生活的聯(lián)系。 3、網(wǎng)絡資源：通過網(wǎng)絡上的影像資料幫助學生開闊視野，理解新知識，使學生知道網(wǎng)絡上不只是游戲、聊天……也有許多對我們自身發(fā)展有用的東西。 第三部分：學情分析： （1）在知識上：學生已經(jīng)對安培力有深刻的認識，知道其方向的判斷和大小的計算，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。在推導出洛倫茲力大小的計算公式后再用比較的方式將公式推廣。 （2）在能力上：學生對宏觀與微觀的聯(lián)系的理解比較困難，學生邏輯思維能力相對較差，為攻克這一難點，我根據(jù)學生的實際情況為學生搭梯子，創(chuàng)設問題情境來解決。 為了達成本節(jié)的教學目標，突出重點，攻克難點，我采用如下的教法和學法 第四部分：教法和學法 從實際生活中的現(xiàn)象及所學的知識進行質(zhì)疑→通過探究→來解疑，經(jīng)歷多次的比較，使知識得到理解；學生通過觀察、分析、探究、討論、歸納總結(jié)完成本節(jié)的學習任務。 這樣設計符合新課改的學生為主體，教師為主導的精神，也符合學生的認知規(guī)律。 第五部分：教學過程 由于課堂教學是學生知識的獲得，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。為了達到預期的教學目標，我對整個教學過程進行了以下的設計： （一）設置情境 引入新課 （二）師生互動 探究新知 （三）聯(lián)系實際 照應開課 （四）課堂小結(jié) 板書設計 （五）課外探究 發(fā)散思維 （一）設置情境 引入新課 為了提高學生學習興趣，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的顯像管（提出顯像管中電子只是細細的一束，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。這樣設計的原因之一是學生對宇宙的秘密比較向往，實際生活中的現(xiàn)象學生比較關注，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，為磁場對運動電荷有力的作用打下伏筆。原因之三是新課標提倡物理要與生活生產(chǎn)相聯(lián)系，這和新課標的精神相吻合。 （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，使學生獲得直觀的感性認識，我演示陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，提醒學生注意實驗中的v、B、偏轉(zhuǎn)方向的關系，根據(jù)演示實驗的結(jié)果引導學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)學生探究的實際情況進行點撥：只要將運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動電荷受力方向的，到此學生結(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，學生很容易提出質(zhì)疑：那二者有何區(qū)別呢？由學生對比分析得出結(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動的方向或負電荷運動的反方向，與等效電流的方向相同。為鞏固所學新知識，進行實戰(zhàn)演練（一）（二），這樣就進一步驗證了實驗的結(jié)果，會使學生對所得結(jié)論深信不疑。明確了二者的區(qū)別之后，引導學生進一步探究安培力與洛倫茲力的聯(lián)系，通過導線中微觀電荷運動情況判斷其所受洛倫茲力的方向和整個導線所受安培力方向的關系就不難得出：安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是宏觀與微觀、合力與分力的關系，為洛倫茲力大小的推導做好充分準備。這部分的設計也是新課改要求充分發(fā)揮學生的主體作用和教師主導作用的很好體現(xiàn)。 新知識二：洛倫茲力的大小 這是本課的難點，我結(jié)合教材中的思考與討論、根據(jù)學生的認識規(guī)律將復雜問題簡單化，設置四個小問題讓學生依次去探究： 導線的方向與磁場的方向垂直，即導線中電荷定向運動的方向與磁場的方向垂直。 設導線中每個帶電粒子定向運動的速度都是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的關系？ 3、寫出這段長為vt的導線所受的安培力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。 通過探究推導得出：F=qvB（B⊥v），學生在每個問題解決過程中，能夠鍛煉學生的邏輯推理能力，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，通過與電場強度E=F/q的比較，我們可以更深刻的認識磁：它只與運動的電荷有關，表現(xiàn)為公式中反映運動的物理量v，使所學知識得到升華。 因v與B不一定都垂直，讓學生根據(jù)安培力計算公式的推導去探究當B與v平行、一般情況下如何計算電荷所受的洛倫茲力？學生經(jīng)過探究不難得出：B∥v時：F=0 一般情況下：F=qvBsinθ,在這里可以進一步說明電荷受洛倫茲力的條件是什么？（運動電荷 速度與磁場不平行），由于電場對電荷也有作用力,為了加強學生對電場和磁場的區(qū)分和理解,可以讓學生去總結(jié)帶電粒子在電場和磁場中受力有何不同？使學生的思維得到發(fā)散。為了更好的學習下一節(jié)課，引導學生探究洛倫茲力對帶電粒子運動的速度有什么影響？洛倫茲力對帶電粒子做功嗎？引導學生由左手定則得到洛倫茲力與速度的方向始終是垂直的，和圓周運動的向心力的特點是一樣，只能改變速度的方向，不能改變大小，對帶電粒子不做功,這樣也會使學生知道不能孤立的學習，要注意前后知識的聯(lián)系。 （三）聯(lián)系實際，照應開課 理論來自于實踐，更要服務于實踐，從而解決開課時提出的兩個問題，關于極光讓學生思考得出結(jié)論：是因為地球周圍存在地磁場使帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而電視機的顯像管可以拋給學生，讓學生閱讀教材、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)想到前面電場中學習到的示波管的原理，讓學生課后結(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和難點，這樣可以使學生更好理解電荷在電場和磁場中運動情況，區(qū)分電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的原理。 （四）課堂小結(jié)，板書設計 讓學生去總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。板書設計如下: （五）課外探究，發(fā)散思維 讓學生根據(jù)所本節(jié)所學的知識去探究生活和科技中還有哪些應用洛倫茲力的例子？課后進行交流。 這樣設計可以增強學生學習的興趣，開闊學生的視野，使學生的思維得到發(fā)散。 第六部分：設計體會 1、從學生的實際出發(fā)，來處理教材、選擇教法、指導學法。 2、學生的潛力是無窮的，教師在進行教學設計的過程中要注意關鍵位置的引導，就能起到事半功倍的效果。 3、現(xiàn)在的學生善于合作，善于借助集體的力量完成學習任務，所以在教學中多設置探究題目，讓學生探究得出結(jié)論，培養(yǎng)學生自主學習的能力，還能提高教學效果。 磁場對運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)，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，還是力學分析中重要的一部分。它的作用是：學好本節(jié)，對以后力學綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關系解力學問題，有很大的幫助。它的地位是：教材首先通過觀察演示實驗，討論洛倫茲力的方向，然后將安培力看作是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，通過安培力公式導出洛倫茲力的公式，這一部分是學生的一個理論探究活動。 二、說學情 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范疇，充分利用實驗讓學生從感性知識入手，激發(fā)學生的興趣。（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生更容易接受洛侖茲力大小及方向與已知的安培力的關系。（3）利用洛侖茲力與速度垂直聯(lián)想學過的勻速圓周運動來減低難度。 根據(jù)如上分析，可確定出本節(jié)教學的三維目標。 三、三維教學目標 1、在物理知識與技能的教學目標： ①說出洛侖茲力產(chǎn)生及其條件。 ②部分同學能夠推導計算洛侖茲力大?。╢=qvBsinθ） ③能夠運用左手定則判斷洛侖茲力的方向。 ④說明帶電粒子在勻強磁場中垂直于磁場方向運動時，為什么會做勻速圓周運動。 2、過程與方法的教學目標： ①描述通電導線在磁場中的受力是其中運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微觀的洛侖茲力的大小和方向。 ③通過觀察演示實驗認識并驗證帶電粒子在勻強磁場中的受力情況，借此培養(yǎng)學生觀察能力、分析問題的能力。 ④推導帶電粒子做圓周運動的半徑公式與周期公式。 3、情感態(tài)度與價值觀的教學目標： 引導學生用分析猜想、實驗觀察、理論驗證的科學方法探求新知識，增強他們的科學能力。讓學生在主動參入過程中，體驗解決問題的愉悅。 四、重點、難點分析 ①重點使學生理解安培力產(chǎn)生的根本原因是運動粒子在勻強磁場中受到洛侖茲力的作用，并掌握計算洛侖茲力的大小、判斷洛侖茲力方向的方法。（實驗） ②推導洛侖茲力大小的計算公式（f=qvB）有些抽象，學生不易認識和理解，是教學的難點，并要明確其條件。 ③通過對運動電荷所受洛侖茲力的分析及觀察演示實驗，讓學生分析得出帶電粒子垂直于磁場方向運動時，做勻速圓周運動。（實驗） 五、說教法、學法 教學時采用分析推理、思考討論、歸納總結(jié)相結(jié)合的方法。 學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，體驗研究物理學的實驗方法。對比安培力和洛倫茲力，從理論上導出洛倫茲力公式，認識科學探究方法的多樣性。 六、實施教學過程 （1）、回憶復習： ①安培力是怎樣產(chǎn)生的？大小和方向如何？ ②電流的微觀表達式是怎樣的？ （2）、新課引入（推理---猜想---實驗觀察） 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。 學生猜想：磁場對運動電荷有（無）作用力 驗證：演示實驗 現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進的，若把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，電子束運動的徑跡發(fā)生了彎曲。 說明：運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：引導學生建立電流微觀模型進行分析，教師可結(jié)合課件演示該模型，給學生動態(tài)、形象的展示。 電流微觀表達式：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:導體橫截面積。) 載流導線所受安培力：F=BIL （B與I垂直） F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs為這段導線含有的運動電荷數(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 電荷運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力最大；電荷運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力為0；電荷運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 正電荷運動方向v——四指指向 正電荷所受洛倫茲力方向-----姆指指向 (運動的負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，又垂直于電荷運動方向。即垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面。 （5）、洛倫茲力的特點方向判斷 討論：洛倫茲力對在磁場中運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動方向，所以它對電荷不作功，不改變運動電荷的速率和動能，只能改變電荷的運動方向使之偏轉(zhuǎn)。 （6）、帶電粒子在洛倫茲力下的圓周運動 七、教學小結(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。也具有不同于其他性質(zhì)的力的個性，即不做功。這種個性科學技術(shù)上具有非常重要的意義。在許多科學儀器和工業(yè)設備，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用。 （2）、我們深入安培力微觀實質(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，磁場不但對運動的基本粒子有力的作用，而且對運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動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 （3）、我們學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。