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视频课题:沪科版高中物理选修3-1第五章5.5《探究洛伦兹力》湖北省 - 荆门
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《探究洛伦兹力》教学设计
【教学目标】
1.物理观念:通过演示实验感知磁场对运动的电荷有力的作用,建立洛仑兹力的概念。
2.科学思维:通过从现象共性中提炼关键本质,培养学生总结归纳的能力。 3.科学探究:通过对安培力微观本质的猜测,培养学生的联想和猜测能力,接着通过演示
实验,培养学生的观察能力,然后通过学生的分组实验,让他们体会科学探究方法,对实验现象的总结,培养学生的归纳总结能力,再然后对洛仑兹力大小的理论探究,培养学生
逻辑思维能力。
4.科学态度与责任:让学生用所学知识分析地磁场对宇宙射线的阻挡作用,感悟洛仑兹力的实际应用价值,培养学生的实践意识,激发学生的物理学习兴趣;通过对实验仪器的合理应用,培养学生的科学素养和科学精神。
【教材分析】
该节为沪教版教材第5章第5节的内容,是磁场部分的基础,在前后两节中起到承上启下的作用。该部分内容分为四部分,即洛仑兹力的概念,方向,大小以及应用。教材中通过宇宙深处的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光引入,通过演示实验阴极射线在磁场中的偏转,和导电溶液在磁场中的偏转总结得出磁场对运动的电荷有作用力,通过分组实验和讨论,让学生自己分析,推理,最后自己总结出判断洛仑兹力的方向的方法和大小计算公式,结论最后利用所学知识解释极光为什么只出现在地球的两极,这既是对所学知识的实际应用,让学生体会到只是的实用价值,也是对本课开头的一个呼应,最后补充一些洛仑兹力在高科技中应用的介绍激发学生学习知识的兴趣和爱国情怀。
【学情分析】
在此之前,学生已经学习了磁场对通电导线的作用力,可以运用左手定则判断出安培力的方向,知道通电导线平行于磁场时安培力为零,还会计算当通电导线与磁场垂直安培力的大小;在第二章恒定电流的学习中,学生已经知道电流时由电荷定向移动形成的,并且能找出电流大小与电荷定向移动的速度的关系。
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【教学重点】
本节重点是洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。
【教学难点】
本节难点是洛伦兹力计算公式的推导过程。
【教学资源】
视频,生活图片,实验仪器,多媒体,希沃教学软件
【教学流程图】
【教学过程】
一、图片激疑,引入课题
图片和视频展示:美丽的自然景观——极光
提出问题:为什么美丽的极光只出现在地球的两极呢?
设计思想:学生对宇宙的秘密比较向往,通过极光的图片、短片,吸引学生的注
意力,激起疑问,引发思考,从而创设良好的教学情景导入课题。
二、复习前一节相关内容,为本节课的学习做好铺垫 复习回顾:安培力──磁场对通电导线(电流)的作用力 电流──由电荷的定向移动形成的
三、引导学生猜想:磁场对运动电荷有力的作用
大胆猜想:磁场对通电导线有力,可能磁场对运动电荷也有作用力
设计思想:使学生对安培力和洛伦兹力的关系有一定的心理预期,为洛伦兹力的方向和大小的探究打下伏笔。
演示实验:用实验验证猜想
1、在没有外磁场时,电子束沿直线运动
说明电子不受力的作用。
2、将蹄形磁铁靠近电子射线管,发现电子束运动轨迹发生了偏转。
说明电子受到力的作用。
安培力概念及大小和方向的回顾
洛仑兹力的
概念提出,并引出教学重点
洛仑兹力的方向和大小的理论探究过程及结论
以图片和视频的形式呈现一实际问题,引导学生解决,让学生感悟洛仑兹力的实际应用价值
京山市第一中学乐学善思
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得出结论:磁场对运动电子有力的作用。
引出概念:磁场对运动电荷有力的作用叫洛伦兹力。之所以叫洛伦兹力是为了纪
念荷兰物理学家洛伦兹。
四、理论探究,得出洛仑兹力方向的判断方法和大小的计算 提出问题:洛伦兹力的方向跟哪些因素有关呢? 学生猜想:磁场的方向、电荷运动的方向
教师引导:当有多个变量时,我们采用控制变量法来研究 学生活动:小组实验,教师走动,并对部分学生进行指导 得出结论:洛伦兹力的方向判断方法
师生交流:用希沃软件展示学生的成果,进行点评
再次得出结论:可以用四指指向电荷运动所形成的电流方向,进而指出安培力和洛伦兹力的关系,为洛伦兹力的大小的推导做好铺垫
设计思想:体现物理是以实验为基础的学科,科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。培养学生科学研究最基本的思维方法:分析推理──猜想──实验验证──得出结论。 五、洛伦兹力大小的探究
点拨学生:建立物理模型,注意分析问题情景的关键点。
学生活动:根据提示,自主推导公式,得出特殊情况下洛伦兹力的大小计算公式 教师引导:当磁场方向与电荷的运动方向既不平行也不垂直时,洛伦兹力怎么计算呢,进而得出一般情况下的洛伦兹力表达式
设计思想:将安培力和洛伦兹力的大小关系作比,既能自然地推导出洛伦兹力的大小问题,又能将洛伦兹力和安培力的处理方法有效统一,提高教学效率。 六、洛伦兹力的实际应用
理论来自于实践,更要服务于实践。
既然我们已经知道的洛伦兹力大小和方向的判断方法,请学生试着分析地磁场对宇宙射线的阻挡作用和极光为什么总是出现在两极?
(地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极地区最弱)。
设计思想:联系实际,照应开头。视频的播放一方面可活跃课堂气氛,另一方面有利于学生的空间判断能力的培养。
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