——《磁場對運動電荷的作用力》教學設計一、教學設計思路教材分析：本節課是人教版選修3-1第三章第5節《磁場對運動電荷的作用》的內容。涉及到的知識點有“洛倫茲力的方向和大小”、“電視顯像管的工作原理”。在前一節學生學習了磁場對通電導線的作用——安培力，會用左手定則判斷安培力的方向并計算大小，這為本節課進一步研究磁現象的電本質——洛倫茲力打下了基礎。對洛倫茲力的方向和大小的探究過程能很好的培養學生的合作交流能力，讓學生體驗科學探究的一般過程，是本節課的重點。另一方面，由于時代在進步，電視機向薄發展，所以電視機顯像管原理可以簡單帶過或用其他實例替代。教學思路：為激發學生學習興趣，本節課以自然現象（極光）為切入口引入新課，結合實驗探究，采用問題引領，啟發學生對洛倫茲力的方向和大小進行探究。讓學生在科學探究體驗過程中，合作學習、深入討論、總結提升。二、教學目標1．知識與技能（1）知道磁場對電流作用（安培力）實質是磁場對運動電荷作用（洛侖茲力）的宏觀表現。（2）知道洛侖茲力的方向由左手定則判定，并會熟練地應用。（3）能根據安培力的表達式F=BIL推導洛侖茲力表達式f=qvB，并能夠進行簡單計算。2．過程與方法（1）通過實驗探究讓學生總結洛倫茲力的方向的判斷方法；（2）通過理論探究讓學生總結洛倫茲力的大小的計算方法。3．情感、態度與價值觀（1）提高學生透過現象認清本質的認知能力；（2）培養學生主動探索、善于分析的科學態度。三、教學重難點1．利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向；2．掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子受到洛倫茲力大小的計算。極光視頻激發興趣四極光視頻激發興趣猜想觀察現象提出問題科學探究構建知識猜想觀察現象提出問題科學探究構建知識極光現象說明了什么？極光現象說明了什么？通過安培力通過安培力知識遷移，猜想洛倫茲力與哪些因素有關？演示實驗：陰極射線管分組演示實驗：陰極射線管分組實驗：旋轉的液體。合作學習、交流總結實驗探究洛倫茲力方向理論探究洛倫茲力大小理論探究洛倫茲力大小建構物理模型，小組合作交流，理論探究，并推導洛倫茲力的大小學以致用解決問題學以致用解決問題課堂小結主動建課堂小結主動建構。五、教學過程教學流程教師活動學生活動設計意圖觀察現象提出問題引入新課極光被視為自然界最漂亮的奇觀之一，它絢爛多姿，變化萬千。下面我們一同來欣賞一下。播放極光視頻極光是太陽輻射的高能粒子射向地球時產生的一種現象。問題1：這種現象說明了什么？（若學生不能回答，則進一步提問這種現象在咱們連云港能不能看見？那在什么地方能夠看見？為什么？）磁場對運動電荷的作用叫洛倫茲力，這節課我們就來研究它。我們知道力是矢量，有大小，有方向，下面先來研究方向。觀看視頻《極光》學生可能會回答是由于地球對高能粒子的作用力產生的。也可能其他答案或不知道。激發學生的興趣，引入今天的課題磁場對運動電荷的作用——洛倫茲力。通過問題，引發對極光成因的思考，是因為磁場對運動電荷的作用，從而開始對洛倫茲力的研究。另一方面，培養學生對現象質疑的習慣，培養能夠發現問題，解決問題的能力。教學流程教師活動學生活動設計意圖猜想活動1:實驗探究洛倫茲力的方向磁場對電流的作用——安培力的方向與磁場方向和電流方向有關，而電流又是由電荷的定向移動形成的。問題2：那么磁場對運動電荷的作用——洛倫茲力的方向可能與哪些因素有關呢？問題3：洛倫茲力的方向與磁場、電荷運動方向有什么關系呢？問題4：如果要研究洛倫茲力的方向，需要哪些器材呢？教師演示實驗：陰極射線管問題5：你們由實驗得到洛倫茲力方向的判斷方法是什么？問題6：如果運動的電荷是正電荷，洛倫茲力的方向如何判斷？實驗體驗介紹旋轉的液體裝置，演示一組。下面請同學們根據準備好的器材開始進行分組實驗。猜想：F洛的方向與B和V的方向有關。學生可能會提到用左手定則判斷。磁場、運動電荷學生猜測加不同方向的磁場時，粒子的偏轉方向。觀察實驗現象，記錄下實驗過程結果。小組討論，總結判斷洛倫茲力方向的方法大組交流學生分組實驗利用自制道具——旋轉的液體來體驗洛倫茲力的方向。學生交流知識遷移，為學生研究洛倫茲力方向指明思路。受安培力的方向判斷影響，學生可能用左手定則判斷洛倫茲力的方向。但這是學生的猜想，教師先不要急于肯定。1.讓學生體驗科學探究的過程：現象——提問——猜想——探究——結論——應用；2.通過實驗感受洛倫茲力的方向可以用左手定則判斷。進一步加深洛倫茲力方向的理解。教學流程教師活動學生活動設計意圖活動2理論探究洛倫茲力的大小解決問題引導學生猜想影響洛倫茲力大小的因素并推導表達式。問題7：當磁場方向與運動方向垂直的時候，洛倫茲力大小的表達式是什么？問題8：①若v與B平行，f多大？問題9：②若v與B夾角為θ時，f的表達式？下面請同學們完成解決問題問題10結合解決問題解釋為什么只能在南北極附近看到極光？自主學習合作探究展示交流展示交流完成以極光為模型的解決問題。學生展示交流培養學生自主學習、合作探究的能力。在小組合作的基礎上逐漸完善洛倫茲力大小的計算方法。首尾呼應鞏固運用自主構建教學流程教師活動學生活動設計意圖課堂小結這節課我們學習到了哪些知識呢？在身邊還有很多儀器都運用到了我們今天所學知識，比如速度選擇器、磁流體發電機，下節課繼續研究。學生總結課外拓展速度選擇器、磁流體發電機提煉一方面，加深對洛倫茲力的認識；另一方面，為下一節電荷在磁場中的運動做鋪墊。讓學生了解到這些與本節課所學知識密不可分，也為下節課埋下伏筆。六、板書設計磁場對運動電荷的作用