《磁场对运动电荷的作用力》

人教版选修3-1 第三章磁场第5节

《运动电荷在磁场中受到的力》教学设计

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）认识洛伦兹力的产生条件，掌握洛伦兹力方向的判断方法-左手定则；

（2）会推导洛伦兹力的大小，能够计算洛伦兹力的大小

（3）会解释生活中的一些现象

2、过程与方法

（1）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

（2）通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力

（3）学生通过实验观察，加深对研究方法的认识与理解。

（4）培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力

3、情感态度与价值观：

（1）在研究物理问题中体会物理研究的思想。

（2）体会物理与生活，物理与自然的联系

（3）能用质疑的眼光看问题

（4）体会交流与合作。

【教学重点、难点】

重点：洛伦兹力方向和大小。

难点：洛伦兹力计算公式的理论推导过程。

【实验器材】

阴极射线管、多媒体投影、亥姆霍兹线圈、磁铁、高压感应圈

【教学方法】

讲授法、实验法、讨论法，理论探究法

教学过程

教学

环节

教师活动学生活动备注

极光引入，引导猜想

“原天地之美而达万物之

理”，很高兴能有机会跟大家一

起继续探索电与磁的世界。其实

我们本身就处在一个大磁场中，

它每天都在保护着我们免受太

阳的伤害。

展示视频：走进地球磁场

（边看边解说）

设问：同学们，地球的磁场

为什么能改变这些带电粒子的

运动方向，使它们只到达两极，

从而形成美丽的极光？

观察视频，思考问题，

猜测一：磁场对运动

电荷有力的作用？

学生对宇

宙的秘密比较

向往，通过极光

的短片，吸引学

生的注意力，激

起疑问，引发思

谜底就藏在今天我们的课题里面。

（打出课题：运动电荷在磁场中受到的力）考，从而引入课题。

知新，实验验证洛伦兹力

磁场对运动电荷真的有作用

力吗？为了解开这个谜团，今天

老师带来了一位特殊的朋友，这

就是阴极射线管：

（阴极射线管是现代电视机显像管的原

型，由它引发了现代扫描技术的开发与发

展。）

把感应线圈的高压加到阴极

射线管上。在阴极就会发出阴极

射线，飞向阳极。

介绍阴极射线管：

（1）怎么显示微观粒子的轨

迹

（2）里面高速运动的带电粒

子是电子

同学们可以看到现在展现在

我们面前的是一束高速运动的

电子流。

设问：同学们现在看到了运

动电子的轨迹，是一条直线。请

同学们设想一下，如何验证我们

的猜想？

师：请同学自己上来试试看。观

察实验现象。

（强调注意安全）

学生：观察现象

学生：讨论，交流，

回答：在阴极射线管

的周围加一个磁场。

（用磁铁）

观察现象：当条形磁

铁靠近阴极射线管时

电子束弯曲，越靠近

弯曲程度越大。（不

同方向加磁场，弯曲

的方向不同，不同磁

通过实验

来验证猜想，使

学生经历探究

过程。

实验结论：运动电荷在磁场中受到的力------洛伦兹力。

（洛伦兹，荷兰物理学家，1902年的时候获诺贝尔物理学奖，正是他首次对此进行了研究，并得出相关结论，为了纪念这位科学家，我们把磁场对运动电荷的作用力命名为洛伦兹力。）

同其他力一样，洛伦兹力同样也有三个要素：大小、方向和作用点。接下来我们来研究它的方向和大小。极靠近，弯曲的方向不同）

学生总结：磁场的确对运动电荷存在作用力

探究洛伦兹力的方向

在我们研究洛伦兹力的方向之

前，我们还需要做点准备工作。

著名物理学家费曼说过：科学

是一种方法。

演示：磁场中通电导体的受

力。

磁场对电流有力的作用-称

为安培力，

如果电流方向和磁场方向，

我们能否用具体的方法判断安

培力的方向？说说看。

（讲述左手定则的内容）

设问：同学们，电流又是如何形

成的呢？

师：大量微观电荷的集体定向移

动形成电流，在宏观上就受到安

培力的作用，而从微观层面来

说，运动的电荷只受到洛伦兹力

的作用。请同学们猜测下，这两

者的方向有什么关系呢？

师：好，同学们请看，如果外加

一垂直向里的磁场你能判断这

观察现象，回忆安培

力知识。

左手定则。

回答：大量自由电

荷的定向移动。

（学生讨论）

方向应该相同。

回答：受力方向，向

下。（向上）

让学生了

解宏观研究与

微观研究相结

合的科学方法。

培养学生猜想、

推理和分析能

力

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