探究洛伦兹力(说课稿)

《探究洛仑兹力》说课稿府谷中学物理组刘雄一：教材分析：（一）本节课在教材中所处的地位：本节课是普通高中课程标准实验教科书，上海科技教育出版社，选修3-1中第五章磁场与回旋加速器中的第五节内容。

本章是高中物理的重点内容,也是历年高考常考的部分,再者在高科技及探索未知世界方面也有着极其广泛的应用。

本节内容又是安培力的延续，也是后面学习带电粒子在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。

学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

在高中物理课标中对本节内容的要求是：通过实验认识洛伦兹力，知道影响洛伦兹力大小的因素。

会用f=qvB进行计算。

严格的说，洛伦兹力的大小等于电荷量q、电荷速率V磁感应强度B以及v与B间夹角的正弦的乘积。

因教材只要求掌握B与v平行和B与v垂直两种情况的判断和计算，所以对公式的推导只推导垂直的情况。

高考考纲对本节的要求是：洛伦兹力、洛伦兹力的方向是I要求，对洛伦兹力的计算是II级要求。

在沪科版的教材中，该节编排了两个内容，一是磁场对运动电荷的作用。

二是带电粒子在磁场中的运动。

考虑这节课在高考中的重要地位，把这节内容分为两课时，这里只说磁场对运动电荷的作用。

（二）教学目标知识目标1、通过本课时的学习使学生知道磁场对电流的作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。

2、理解洛仑兹力的方向由左手定则判定，能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB。

3、培养学生的思维能力、分析能力以及逻辑推理能力，使学生体会由宏观量描绘微观量的科学思想。

能力目标1、由通电导体所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛伦兹力的过程，培养学生的迁移能力。

2、培养学生运用数学解决物理问题的能力。

情感、态度、价值观目标：1、培养学生探索未知知识的研究精神。

2、增强学生将所学知识与实际生活联系的能力（三）重点、难点及关键[教学重点]1、由安培力的方向导出判定洛仑兹力方向的判定方法———左手定则。

2、根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹力（微观量）的表达式。

[教学难点]建立相关物理模型，导出公式f=qvB。

[关键]安培力是洛伦兹力的宏观表现。

二：教学方法及手段（一）教学方法启发式教学法与“引导——探究——总结”相结合的教学方法。

主要体现以学生为主题，引导他们思维，探究知识的本质。

以教师为主导，总结其中的规律，通过物理学广博深远的知识体系，探索现实世界的真知。

（二）本节课采用的教学手段充分利用演示实验的真实感与多媒体课件的现象生动性展示出微观粒子的受力情况。

（三）学法指导通过分析安培力与洛伦兹力的关系，判断出洛伦兹力的方向。

用数学方法推导出计算f 垂直V时洛伦兹力的公式。

其重在培养学生理论思维和运用数学解决物理问题的能力。

同时也让学会宏观现象与微观现象相结合的研究方法。

（四）教学媒体阴极射线管、学生电源、导线、蹄形磁体、投影仪等三、教学过程（以45分钟一节课为例）本节课教学程序分为以下六个环节(一）导入新课（二）传授新课（三）例题讲解（四）巩固练习(五）思考与讨论（六)回顾与布置作业（一）导入新课（约6分钟）1、复习安培力的表达式及安培力的方向的判断（左手定则）。

2、安培力的特点。

复习完以后出示一张极光的图片，其目的让学生产生学习洛伦兹力的兴趣，同时也为课后的信息浏览产生一个呼应，以造成一个悬念。

3、教师启发学生有安培力产生的启示。

如：磁场对电流具有磁场力的作用（安培力），若导线无电流，安培力为零。

电流是由于电荷定向运动形成的，那如何用微观粒子解释安培力的产生呢？这样层层设问激励学生产生猜测，依据学生的猜测教师归纳、：验证猜测的唯一办法就是通过实验进行验证，这样既可以既能起到向新课过度的同时也教给了学生一种科学研究的方法。

1：猜测：安培力应该是导体中所有运动电荷所受磁场的作用力的合力。

2、演示实验、验证猜想：①介绍（简介）阴极射线管及工作原理。

②观察阴极射线（电子束）在磁场中发生明显的偏转现象。

教师提问：这一现象表明什么？师生总结：阴极射线（电子束）在磁场中偏转，说明电子束在磁场中确实受到某种力的作用，这个力就是今天我们要学习的洛仑兹力。

（二）进行新课（约20分钟）1、洛仑兹力物理学中把磁场对运动电荷的作用力（磁场力）称为洛仑兹力。

当给出洛伦兹力的概念后就要进一步的强调：磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。

所以磁场对电流的安培力可能是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现。

即：（1）.安培力是洛伦兹力的宏观表现．（2）.洛伦兹力是安培力的微观本质。

这样为后面洛伦兹力的方向与推导公式做了铺垫，也是为突破重难点打好基础。

讨论：电荷在磁场中都受到洛伦兹力吗？2、洛伦兹力的方向（1）、由安培力的方向的特点导出洛仑兹力方向的特点A、洛仑兹力的方向跟磁场方向垂直；B、洛仑兹力的方向跟电荷运动方向垂直。

（2）、用左手定则确定洛仑兹力的方向（便于记忆）教师示范：伸开左手，使大拇指跟其于四个手指垂直，且处于同一水平面内，将左手放入磁场中，让磁感线从手心穿进，四指指向正电荷的运动方向，那么大拇指所指的方向就是教师提问：如果是负电荷在磁场中运动，洛仑兹力的方向如何？为什么？学生分组探究。

这样做的目的是负电荷受洛伦兹力的方向的判断是一个易错点，如果教师直接告诉学生，学生记忆不深刻，通过讨论探究可以加深影响。

讨论完后老师以提问的方式让学生回答归纳：①负电荷定向运动形成电流方向如何？受到的安培力的方向如何？②由此得出负电荷受洛仑兹力方向的判定方法（在黑板上画出示意图）。

③以阴极射线束在磁场中的偏转加以验证，使学生体会这一方法的应用。

在这里使用提问的方法也是为促进学生思维，活跃课堂气氛的目的。

3：洛伦兹力的大小（1）、教师提出问题，学生分析讨论：如何定量描述洛仑兹力的大小？最终能讨论出f= F安/N（2）、建立物理模型，引导学生思考，师生共同推导：设导线长L，放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导线中电流大小为I，电流方向跟磁场方向垂直，由此可知：F安=BIL•①设形成电流的电荷是相同的正电荷，电量为q，以等速v作定向运动（为研究的方便而设定如此情形，跟实际效果相同），导体横截面积为S，单位体积内的电荷数目为n，由此可见：I=nqvS•②从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有：（LSn）f=F安••③由①②③得：f=qvB这样的推导对于高二的学生来说很容易推导，在这里关键就是两个设置。

一是单位体积的电荷数n，二是在磁场中的电荷数N。

对于推导中还有一个电流的微观表达式I=nqvs有些学生可能已经忘记，这也是给学生推导带来困难。

当这些问题明白了，这样这个难点也就很容易突破了。

所以咋这里通过一幅截面图起到突破难点的作用。

（3）、引导学生分析f=qvB的适用条件教师提问：①运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？②f=qvB的适用条件如何？师生共同总结：①当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛仑兹力作用（为什么？）。

②当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛仑兹力最大fmax=qvB。

（三）例题的讲解（约8分钟）【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向：【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。

【例题3】已知一质子以5×107m/s的速度沿水平方向进入竖直向下磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛仑兹力为多大？这三道例题其中例1、例2是对洛伦兹力的方向的判断，例3是运用洛伦兹力公式进行计算。

这三道题较为简单，起到初步巩固重点知识点的作用。

而下面的例4将洛伦兹力与实际生活相结合，以提高学生的运用知识解决实际问题的能力。

【例题4】质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中，恰好做匀速直线运动．求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性．（四）巩固与练习（约5分钟）①讨论开篇提出的极光问题。

②讨论地磁场对宇宙射线的“屏蔽”作用。

（五）思考与讨论（约4分钟）（用投影仪打出思考题，供学生课后思考和讨论）1、当导线中无电流时，导线放在磁场中，但不受安培力作用。

可是导线中的自由电荷却在不停地做无规则的（热）运动，速率非常大，可见每个电荷要受洛仑兹力作用，即是说从微观角度看导线应该（好象）受安培力的作用，对此你作何解释？2、带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力对带电粒子是否做功？为什么（为下节课的学习埋下伏笔）？（六）回顾与布置作业1、对学生强调洛仑兹力方向的特点：①洛仑兹力方向跟磁场方向垂直；②洛仑兹力方向跟电荷运动方向垂直。

2、应用左手定则时，对正电荷与负电荷的不同点（四指指向不同）和相同点（四指指向电流的方向）。

3、洛仑兹力大小的描述。

（七）教学效果由于这节课有实验、课件等增加了课堂的容量。

在教学方法上采用了“引导——探究——总结”的的教学方法，学生的学习积极性很高，能主动的融入到课堂中，顺利的完成了教学任务。