第一篇：《運動電荷在磁場中受到的作用力》教學設計

高二第一學期物理公開課教案設計

課題：運動電荷在磁場中受到的作用力

一、教學目標

（一）知識與技能

1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2、知道洛倫茲力大小的推理過程.3、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.4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.5、了解電視顯像管的工作原理

（二）過程與方法

通過觀察，形成洛倫茲力的概念，同時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。通過思考與討論，推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉。

（三）情感態度與價值觀

引導學生進一步學會觀察、分析、推理，培養學生的科學思維和研究方法。讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法:“推理—假設—實驗驗證”。

二、重點與難點：

重點：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.這一節承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運動)，是本章的重點 難點：1.洛倫茲力對帶電粒子不做功.2.洛倫茲力方向的判斷.三、教具：電子射線管、高壓電源、導線、蹄形磁鐵、四、教學過程：

第一課時

引入新課

前面我們學習了磁場對電流的作用力——安培力，我們知道安培力的方向有左手定則來判斷，當直導線電流方向與磁場方向垂直時所受到的安培力 F安=BIL

當直導線電流方向與磁場方向平行時所受到的安培力 F安=0 當直導線電流方向與磁場方向平行時所受到的安培力 F安=BIL sinθ 提問：電流是怎么產生的？（電荷的定向移動形成電流）

總結 磁場對電流有力的作用，電流又是由電荷的定向移動形成的，那么磁場對電荷有沒有里的作用呢？下面我們通過實驗來驗證是否受到力的作用

【演示】陰極射線在磁場中偏轉

在演示實驗之前介紹陰極射線管結構以及原理----陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運動而形成的電子流，轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡；

通過實驗我們發現沒有磁場時運動的電子不會發生偏轉，加上磁場就發生偏轉，說明運動的電荷在磁場中受到力的作用。這就是我們這節課所要探討內容----運動的電荷在磁場中受到的力 進行新課

一、洛倫茲力

1、概念：磁場對運動電荷的作用力

提問：磁場對電流有安培力，磁場對運動電荷有洛倫茲力，電流又是由電荷定向移動產生的，那么安培力洛倫茲力之間的關系又是怎么樣的呢？

---------學生回答總結分析并解釋：作用在電流上的力實質上是作用在運動的電荷上，也就是說安培力是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力，是洛倫茲力的宏觀表現；安培力和洛倫茲力在本質上是一樣的。安培力是洛倫茲力的宏觀表現

提問：在剛剛的實驗中我們發現磁場對運動的電荷作用力的方向與磁場的方向有關，那我們如何判斷洛倫茲力的方向？ 【重新演示】陰極射線在磁場中偏轉

請學生記錄電荷運動的方向、磁場的方向、受力的方向 分析總結用左手定則來判斷洛倫茲力的方向

2、方向：判定方法----左手定則

伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內，讓磁感線穿入手心，并使四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所受的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向；

若為負電荷四指應該指向是電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向；或者四指應該指向是電荷運動的方向，那么拇指所指的反方向方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向

從洛倫茲力方向分析解釋洛倫茲力的特點

3、特點

(1)F┴B, F┴V，因此F┴S，（S指B和V所確定的平面）但B與V不一定垂直（2）洛倫茲力不做功

練習：請學生判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.甲中正電荷所受的洛倫茲力方向斜向上.乙中正電荷所受的洛倫茲力方向斜向下.丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者.丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里

提問：若帶電粒子帶負電運動方向不變但磁場反向，那么洛倫茲力的方向又如何？

----------學生回答 老師總結分析解釋：可以用正電荷等效替代四指指向負電荷運動相反的方向，大拇指的方向就是洛倫茲力的方向；或者仍然用左手定則大拇指為負電荷受力的相反方向

安培力是洛倫茲力的宏觀表現，他們的本質是一樣的，沒有洛倫茲力就不會有安培力，那么寫在請你們從安培力重推導出洛倫茲力的大小。

4、大小

（1）推導

設導線每單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段長為導線L直導線垂直放入磁感應強度為B的磁場中且固定不動.在t的時間內自由電荷數全部通過截面S

提問：

1、在t時間內通過導線橫截面S的電荷量Q為多少？--------Q=nqSL

2、這段導線中電流I的微觀表達式是多少？-------I=Q/t=nqSL/t=nqSvt/t=sqSv

3、這段導體所受的安培力為多大？----------------F安=BIL=B sqSv L

4、這段導體中含有多少自由電荷數？------------------nLS.5、每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？----------安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導體中含有的自由電荷數為nLS,所以 F洛= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB

6、如果磁場方向與運動的電荷方向平行洛倫茲力多大？-------F洛 = 0

（2）總結 洛倫茲力的計算公式

（1）當粒子運動方向與磁感應強度垂直時（v┴B）F洛= qvB（2）當粒子運動方向與磁感應強度平行時（v∥B）F洛= 0

提問：當速度方向與磁場方向既不垂直又不平行即有夾角θ時，洛倫茲力的大小我們如何計算？ 分析可以把磁場或者把運動方向分解

例如把速度分解到垂直于磁場方向V┴和平行于磁場方向V∥ 那么洛倫茲力的就為這兩個方向上的洛倫茲力的矢量和，又當速度方向與磁場方向平行時洛倫茲力為0，所以洛倫茲力就等于垂直于磁場方向的洛倫茲力 即

F洛 = q V┴B = qvBsinθ

（3）當粒子與運動方向與磁感應強度方向有夾角θ時 F洛 = q V┴B = qvBsinθ

練習：下列判斷洛倫茲力說法是否正確

A：運動的點和在磁場中一定受到洛倫茲力 B：運動的電荷旨在洛倫茲力的作用下動能保持不變

C：洛倫茲力方向一定垂直于速度方向，洛倫茲力方向一定垂直于磁場方向 D：同一電荷在同一勻強磁場中運動所收到的洛倫茲力一定不變

【小結】對本節內容做簡要的小結，讓學生自主完成本節《金版》知識梳理。

●鞏固練習：本節《金版》師生互動例題學習、講解

【作業】

1、我們通過學習知道帶電粒子在電場中受到電場力作用，運動的電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，那么電場力與洛倫茲力的區別是什么？請你們從產生的條件、大小、方向、作用效果、做功情況等各方面加以分析

2、課本的2，3做到作業本上，我們下節課加以分析

【板書設計】

運動的電荷在磁場中受到作用力

一、洛倫茲力

概念： 磁場對運動電荷的作用力 方向： 判定方法-----左手定則

大小：F洛 = q V┴B = qvBsinθ

第二篇：3.5 運動電荷在磁場中受到的作用力 教案

教學目標

（一）知識與技能

1、知道什么是安培力。知道通電導線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時，它的方向的判斷----左手定則。知道左手定則的內容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關問題.2、會用安培力公式F=BIL解答有關問題.知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁電式電流表的內部構造的原理。

（二）過程與方法

通過演示、分析、歸納、運用使學生理解安培力的方向和大小的計算。培養學生的間想像能力。

（三）情感態度與價值觀

使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法.并通過對磁電式電流表的內部構造的原理了解，感受物理知識之間的聯系。

二、重點與難點：

重點：安培力的方向確定和大小的計算。

難點：左手定則的運用（尤其是當電流和磁場不垂直時，左手定則如何變通使用）。

三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導線、鐵架臺、滑動變阻器、多媒體。復習知識:1.帶電粒子在磁場中受洛倫茲力的計算公式？

帶電粒子運動方向垂直于磁場方向，f=qvB，該公式的設用條件是V與B相互垂直,帶電粒子運動方向平行于磁場方向，f=0。

2.帶電粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向？

第三篇：運動電荷在磁場中受到的力教學設計

高中物理教學設計

選修3-1第三章第5節

《運動電荷在磁場中受到的力》

17號選手

2016年10月27日

教師格言：因材施教、教學相長

第三章磁場

3.5 磁場對運動電荷的作用力

★新課標要求

（一）知識與技能

1、知道什么是洛倫茲力。

2、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。

3、知道洛倫茲力大小的推理過程。

4、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。

5、理解洛倫茲力對電荷不做功。

6、了解電視機顯像管的工作原理。

（二）過程與方法

通過洛倫茲力大小的推導過程進一步培養學生的分析推理能力。

（三）情感、態度與價值觀

讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法：“推理—假設—實驗驗證” ★教學重點

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。★教學難點

1、理解洛倫茲力對運動電荷不做功。

2、洛倫茲力方向的判斷。★教學方法

實驗觀察法、講述法、分析推理法 ★教學用具：

電子射線管、電源、磁鐵、投影儀、投影片

一、引入新課 教師：讓全體同學

1,觀看東方衛視的極光視頻，2、觀看磁場對示波器圖像的影響。

［演示實驗］用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。如圖3.5-1 教師：說明電子射線管的原理：

從陰極發射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡。

學生：觀察實驗現象。

實驗結果：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發現電子束運動軌跡發生了彎曲。

學生分析得出結論：磁場對運動電荷有作用。

二、進行新課

1、洛倫茲力的方向

教師講述：通電導線在磁場中所受到的力叫安培力，電荷的定向移動形成電流，運動電荷在磁場中受到的作用力稱為洛倫茲力，推理和猜想：安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是安培力的微觀本質 問題：安培力的方向用左手定則判定，那么洛倫茲力的方向能不能也用左手定則來判定呢？

實驗驗證：（投影）學生觀察

結論：洛倫茲力的方向也用左手定則來判定

左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向正電荷運動的方向，那么，大拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。

如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。回到導學案：

［投影片出示練習題］

（1）試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。

甲乙丙丁

學生解答：

甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上； 乙中負電荷所受的洛倫茲力方向向上；

丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向紙內； 丁中負電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙外

2、洛倫茲力的大小

教師：現在我們來研究洛倫茲力的大小。

思考與討論：長為L、橫截面積為s的直導線，單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中。

①，求導線中自由電荷的總數和總電量？

N=SLn

Q=qN=qsLn

②、導線中的自由電荷以速度為V做定向運動形成電流。求自由電荷從導線一端運動到另一端的時間？通過導線的電流？

Lt=V?=Q=nqvst③、求導線受到的安培力大小？根據F=Nf,求出導線中每個自由電荷受到的洛倫茲力f？

F=B?L=B(nqvs)L=BNqvf=F=qvBN

結論：洛倫茲力的大小

① 當 v⊥B 時,f = qvB

② 當 v∥B(V=0)時，f = 0

（電荷不受洛侖茲力作用）

③ 當v與B之間有一定夾角θ時，f = q v B sin θ

思考與討論：圖為地磁場的分布圖，地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道和兩極哪里強？

地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強，兩極地區最弱 思考：你能解釋為什么極光只在兩極出現了嗎？ 學生用左手定則解釋

3.洛倫茲力的特點

（1）、洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁場和速度所組成的平面。

（2）、洛倫茲力對電荷不做功，即不改變速度的大小，只改變速度的方向。

4、電視機顯像管的工作原理 思考與討論：

1）．若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的Ａ點，偏轉磁場應該沿什么方向？

2）．若要使電子束打在Ｂ點，磁場應該沿什么方向？

3）．若要使電子束打在熒光屏上的位置由Ｂ逐漸向Ａ點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？

演示自制動畫：幫助學生了解電視機顯像管工作原理

小結：

1、洛倫茲力的方向

2、洛倫茲力的大小

3、洛倫茲力的特點

4、電視機顯像管的工作原理

三、課后練習

四、板書設計

運動電荷在磁場中受到的力—洛倫茲力

1、洛倫茲力的方向：用左手定則判定

2、洛倫茲力的大小： ① 當 v⊥B 時,f = qvB

② 當 v∥B(V=0)時，f = 0

（電荷不受洛侖茲力作用）

③ 當v與B之間有一定夾角θ時，f = q v B sin θ

3、洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，洛倫茲力不做功

4、電視機顯像管的工作原理

五、教學反思

投影片出示練習題：

練習

1、電子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？

學生分析求解，教師巡回指導：

f=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10=4.8×10-14 N 練習

2、來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子在進入地球周圍的空間時，將_______ A．豎直向下沿直線射向地面 C．相對于預定點稍向西偏轉

B．相對于預定地面向東偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉

學生分析解答：B。地球表面地磁場方向由南向北，質子是氫原子核帶正電，根據左手定則可判定，質子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東。

2、電視顯像管的工作原理

教師：引導學生閱讀教材相關內容，思考并回答問題。電子束是怎樣實現偏轉的？ 在圖3.5－4中，如圖所示：

（1）要是電子打在A點，偏轉磁場應該沿什么方向？（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？

（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該怎樣變化？ 學生：思考并回答問題：

（1）要是電子打在A點，偏轉磁場應該垂直紙面向外（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該垂直紙面向里

（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。

教師：電子打在熒光屏上只能有一個亮點，為什么整個熒光屏都能發光能？ 學生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。

（三）課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

（四）實例探究 ☆洛倫茲力的方向

【例1】關于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應強度B及粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 解析：根據左手定則，洛倫茲力垂直于B，也垂直于v，垂直于B與v所決定的平面，但B與v不一定垂直.答案：B 【例2】如圖所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是

答案：D ☆洛倫茲力的大小

【例3】如圖所示，勻強磁場方向水平向里，勻強電場方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區域。則

Bv+E

A．若電子從右向左飛入，電子也沿直線運動 B．若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉 C．若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉 D．若電子從左向右飛入，電子也沿直線運動

解析：若電子從右向左飛入，電場力向上，洛倫茲力也向上，所以上偏，B正確；若電子從左向右飛入，電場力向上，洛倫茲力向下。由題意，對正電荷qE=Bqv，與q無關，所以對電子二者也相等，所以電子從左向右飛，做勻速直線運動.答案：BD 【例4】一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計重力影響），粒子將在管中

A．做圓周運動

B．沿軸線來回運動 D．做勻速直線運動 C．做勻加速直線運動

解析：通電長螺線管內部的磁場方向始終與中軸線平行，帶電粒子沿磁場方向運動時，不受洛倫茲力，所以一直保持原運動狀態不變，正確答案是D。

答案：D ★課余作業

完成P103“問題與練習”第1、2、5題。書面完成第3、4題。★教學體會

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。

（2）電流是如何形成的？ 學生：電荷的定向移動形成電流。

教師：磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的，大家會想到什么？

學生：這個力可能是作用在運動電荷上的，而安培力是作用在運動電荷上的力的宏觀表現。

第四篇：運動電荷在磁場中受到的力教學設計

《運動電荷在磁場中受到的力》教學設計

【教學設計思路】

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《運動電荷在磁場中受到的力》既是安培力知識的延續，又是下一節《帶電粒子在勻強磁場中的運動》的鋪墊。高二的學生已具有一定的觀察能力和邏輯推理能力，對現象──猜想──理論推導──實驗驗證等科學研究方法有一定的基礎，本節課通過實驗創設各種問題情景、引導，激發學生學習的興趣，促進學生思維。學生通過討論，體驗科學探究的方法和過程，對物理知識能有進一步的理解，從而把傳授知識與能力的培養有機的結合在一起，讓學生掌握分析研究物理的基本方法與技能，為日后的學習及進行其它問題探究奠定基礎。

【教學目標】

1．知識與技能：

①知道什么是洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向；

②知道洛倫茲力大小的推導過程；

③會利用本節課學的知識簡單解釋電視顯像管的工作原理。

2．過程與方法：

①通過對安培力微觀本質的猜測，培養學生的聯想和猜測能力；

②通過推導洛倫茲力的公式，培養學生的邏輯推理能力；

③通過演示實驗，培養學生的觀察能力。

3．情感態度與價值觀：

培養學生的科學思維和研究方法，培養學生的觀察、分析、推理能力。激發學生熱愛學習、探索宇宙的欲望。

【教學重點、難點】

重點：洛倫茲力方向的判斷方法和洛倫茲力大小計算。

難點：洛倫茲力計算公式的推導過程。

【實驗器材及教學媒體的選擇與使用】

陰極射線管、多媒體投影系統

【教學方法】

講授法、實驗法、討論法。

【教學過程】

引入新課：

觀看神奇的極光短片。

請問這些美麗的極光一般出現在什么區域？（地球的南、北極地區）

簡單介紹極光，并提出疑問：運動電荷在磁場中是否受到力作用？是什么力？方向如何？大小如何？帶著一些列的疑問我們走進課堂。

出示教學目標

復習提問：

1、安培力的大小和方向。

2、電流是怎樣形成的？它的微觀表達式是什么？（式中各量的意義）。

一、探究：運動電荷在磁場中是否受到力的作用？

1、現象：極光短片

2、猜想：受力？不受力？

3、實驗驗證：

（1）陰極射線管介紹：燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運動形成的電子流。電子轟擊到“7”字型長條的熒光屏上，激發熒光，顯示電子束的運動軌跡。

（2）演示：

①在沒有外磁場時，電子束沿直線運動

提問：電子束的直線運動說明了什么？

電子不受力的作用。

②將蹄形磁鐵靠近電子射線管，發現電子束運動軌跡發生了偏轉。

提問：電子束的偏轉說明了什么？

電子受到力的作用。

4、結論：磁場對運動電荷有力的作用，猜想成立。

磁場對運動電荷有力的作用叫洛倫茲力。之所以叫洛倫茲力是為了紀念荷蘭物理學家洛倫茲。

洛倫茲力既然是一個力，那我們應該研究它的什么呢？

方向、大小。

二、探究洛倫茲力的方向

1． 問題： 洛倫茲力方向如何判斷？

2． 猜想：左手定則？右手定則？

3． 理論分析：引導學生思考安培力與洛倫茲力之間的關系：

電流是由定向運動的電荷所形成的，安培力是作用在運動電荷上的力（洛倫茲力）的宏觀表現

4． 實驗驗證

再次觀看演示實驗，改變磁場方向，分析實驗現象，引導學生猜想洛倫茲力的方向跟什么因素有關？

2．。

提出猜想：洛倫茲力的方向可能可以用左手定則判定

實驗驗證：進一步觀察電子束垂直進入磁場時的偏轉，并改變磁場方向。在黑板上作圖表示，驗證洛倫茲力的方向是否可以用左手定則判定。

設計思想：體現物理是以實驗為基礎的學科，科學實驗是揭示自然規律的重要方法和手段。培養學生科學研究最基本的思維方法：分析推理──猜想──實驗驗證──得出結論。

引導學生總結洛倫茲力的方向的判斷──左手定則的具體內容：

伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線穿入手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向，若四指指向是負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。

（強調：四指指向是負電荷運動的反方向）

三、洛倫茲力大小的探究

安培力是洛倫茲力的宏觀表現，兩者方向判斷方法相同，大小是否也存在某種聯系？能否通過電流受到的安培力導出運動電荷受到的洛倫茲力的大小呢？

點撥學生：建立物理模型，注意分析問題情景的關鍵點。

問題情景：設有一段橫截面積為S的通電導線，單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的平均速率為v，取時間t內電荷經過的長度對應的導體為研究對象（應先建立物理模型（教材圖3．5—3），再循序漸進有條理地推導，這一個過程可放手讓學生完成，體現學習的自主性。）

1．在時間t內的通過截面的粒子數為多少？（N=nvSt）

2．算出q與電流I的關系？（I=nqvS）

3．導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，導線受到的安培力有多大？（F安=BIL）

4．安培力F安可以看做是作用在每個運動電荷上的洛倫茲力F的合力，則每個電荷所受的洛倫茲力多大？（F洛=qvB）

設計思想：這是本課的難點，結合教材中的思考與討論、根據學生的認識規律將復雜問題簡單化，設置四個小問題讓學生依次去探究，這樣就為生學生提供解決問題的邏輯線索，降低解決問題的難度，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系，以及解決物理問題的一種思想（通過設置一些中間量，最后將其消掉得出我們所需要的結論）。

（巡視學生推導情況并進行根據實際情況，進行個別指導點評學生的成果，并進一步引導學生分析結論）

提問：該公式F洛=qvB的適用條件是什么？（電荷的運動方向與磁場方向垂直）

當v∥B時，F洛=0（類比安培力，B∥L時F安=0）

學生思維發散：當v與B既不垂直，又不平行時，洛倫茲力的大小又如何求？

（處理方法類比安培力：將磁感強度或速度分解，設當粒子運動方向與磁感應強度方向成θ時，F洛=qvBsinθ。此問題教學大綱不做要求，有興趣的同學課下再探討。）

設計思想：將安培力和洛倫茲力的大小關系作比，既能自然地推倒出洛倫茲力的大小問題，又能將洛倫茲力和安培力的處理方法有效統一，提高教學效率。

四、洛倫茲力的實際應用

理論來自于實踐，更要服務于實踐。

1．既然我們已經知道的洛倫茲力大小和方向的判斷方法，請學生試著分析地磁場對宇宙射線的阻擋作用和極光為什么總是出現在兩極？

（地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強，兩極地區最弱）。

同時可請兩位學生分別扮演地球和從宇宙射來的帶電粒子，模擬帶電粒子在地磁場作用下的偏轉情況。

設計思想：聯系實際，照應開頭。學生的角色扮演一方面可活躍課堂氣氛，另一方面有利于學生的空間判斷能力的培養。

2．電視顯像管的工作原理

（1）原理：應用電子束磁偏轉的道理。

（2）構造：由電子槍（陰極）、偏轉線圈、熒光屏等組成，介紹各部分的作用。按照課本“思考與討論”，學生分組討論，得出結論。

設計思想：學生分組討論電視顯像管的工作情況，即是對磁場對運動電荷的作用的一種具體應用，也能讓學生與課本、學生與學生間充分對話，培養學生運用知識和總結規律的能力。

【課堂小結】

（讓學生去總結本節課的主要內容）

安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是安培力微觀表現。

洛倫茲力的方向：左手定則

洛倫茲力大小：電荷的運動方向與磁場方向垂直，F洛=qvB

電荷的運動方向與磁場方向平行，F洛=0

當v與B既不垂直，又不平行時，F洛=qvBsinθ

【課外探究，發散思維】

讓學生根據所本節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散。

【教學反思】

1．教學各項目標基本完成。

2．現象——分析推理──猜想──實驗驗證──得出結論是科學研究最基本的思維方法，要給學生更多的思維空間，探究層次還可深入些。

3．課堂處理過程要注意關鍵位置的引導，還應更關注學生的個體差異。

4．在今后教學中多設置探究題目，讓學生探究得出結論，培養學生自主學習的能力，提高教學效率。

第五篇：運動電荷在磁場中受到的力——說課稿

《運動電荷在磁場中受到的力》說課稿

一.說教材分析

1.物理學體系中本章是經典電磁學理論的基本內容，而本節課是安培力的延續，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，反應磁場和運動電荷的相互作用，是學生后面了解現代科技回旋加速器，質譜儀，磁流體發電機等的基礎，還是力、電、磁綜合問題分析中重要的一部分。從新課程改革以來，幾乎每年高考都有涉及洛侖茲力的計算大題，由此，足以說明其重要性。

2.教材結構：分三部分首先通過觀察演示實驗，討論洛倫茲力的方向，這一部分是學生的一個實驗探究活動。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，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。最后，研究帶電粒子在磁場中的運動，這一部分是學生的一個理論分析和實驗驗證的探究活動。

教材的這種安排，符合了新課程標準，起到了承上啟下的作用，使物理學習能連續進行；符合學生的發展的要求；體現了教材重視課堂教學中的師生互動，學生自覺參與活動和學生合作探究的新課程教學理念。

二.說學情分析

1.知識與能力基礎

學生已具備力學、電磁學相關知識，學習完磁場對通電導線作用即安培力。并且也熟悉一直以來物理學的“提出問題—猜想假設—實驗驗證”的科學探究方法。而且高二的學生已經有了一定的觀察、分析、推理能力及空間想象能力，是學習洛侖茲力的能力基礎

2.思維障礙

對微觀粒子具體運動形態模糊不清，容易導致洛倫茲力大小學習過程產生困難。

三.說教學目標：

知識與技能：

1.通過實驗，認識洛倫茲力，理解洛倫茲力跟安培力之間的關系。會判斷洛倫茲力的方向。

2.了解洛侖茲力公式的推導，會計算洛倫茲力的大小。

3.會運用洛倫茲力對運動電荷不做功分析帶電粒子垂直進入磁場中做勻速圓周運動，并能推導其半徑和周期。

過程與方法：

1.觀看“神奇的極光”幻燈片，復習安培力，從微觀的角度分析猜想磁場對運動的電荷有洛侖茲力的作用。分析討論形成洛倫茲力的概念。

2.通過觀察陰極射線管中電子束在磁場中的偏轉實驗探究洛倫茲力的方向，總結歸納出左手定則，體驗研究物理學的實驗方法。

3.利用多媒體課件對比安培力和洛倫茲力，建立電流的微觀模型，導出洛倫茲力公式，認識科學探究方法的多樣性。

4.分析論證、實驗驗證，探究微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律。提高學生的分析探究能力。

情感態度與價值觀：

1.由實驗觀察得知洛倫茲力的存在及洛倫茲力方向判定，培養實事求是的科學態度。

2.由建立模型推導得出洛倫茲力大小的公式，養成嚴密推理的科學作風。

3.由推理分析、實驗驗證微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律，提高學生的分析探究能力，樹立科學思想。

教學目標依據：依據高中物理新課程標準。

重點、難點分析：

1．重點：⑴、安培力是洛倫茲力的宏觀表現；

⑵、根據F洛、V、B三者的方向關系，會判斷洛倫茲力方向；

⑶、會計算洛倫茲力大小。

重點依據：掌握了以上兩點，才能全面深刻地認識洛倫茲力，是后面了解現代科技回旋加速器，質譜儀，磁流體發電機等的基礎，是力、電、磁綜合問題學習的基礎。

2．難點：⑴、洛倫茲力公式的推導；

⑵、微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律。

難點依據：洛倫茲力探究學習過程中，學生從宏觀到微觀是難點，運用已有知識推理分析問題其能力要求較高。

四.說教法、學法

在教學中以實驗探究方法為主，輔之講授法、演示法、討論法等多種教學方法，教學中注重啟發學生的思維，培養學生間協作精神，加強師生間的雙向活動。

五.說教學過程

探究一：洛侖茲力

1、新課引入（提出問題--猜想假設--實驗觀察）

推理：觀賞了美麗、神奇的極光照片，從英國科學雜志《自然》2002粘4月11日刊登論文講述了地磁場日益嚴重的弱化，導致一些人造衛星出現電子故障，引起科學界對這個問題的普遍關注。在領略奇妙物理現象的同時，引發對環境思考，體會地球的和諧與脆弱，激發保護環境意識。情景史料引入，引人入勝。

實驗探究一：提出問題—猜想假設—實驗驗證

①當一段直導線垂直放置在磁場中時不受安培力的作用，當直導線垂直與磁場方向并且通上電流以后有最大安培力的作用，電流在磁場中受到安培力作用。

②電流是怎樣形成？

③磁場對這些運動著的電荷是否也有作用力？

學生猜想：磁場對運動電荷有（無）作用力 驗證：演示實驗—射線管（激起求知欲好奇心）

現象：在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進的，若把射線管放在磁鐵的磁場中，電子束運動的徑跡發生了彎曲。

說明：運動電荷受到磁場的作用力-------洛倫茲力。介紹陰極射線管：

從陰極發射出來的電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使其加速，形成電子束，轟擊到真空管中的惰性氣體，使惰性氣體發光，可以顯示電子束的運動軌跡。

（1）實驗現象：在沒有外加磁場時，電子束沿直線運動；如果把射線管放在蹄形磁體的兩極間，熒光屏上顯示的電子束運動的徑跡發生了彎曲。通過演示實驗“陰極射線在磁場中的偏轉”讓學生確信洛倫茲力的存在，發現洛倫茲力的方向與磁場方向和電荷的運動方向都有關系，推斷洛倫茲力的方向可以依照左手定則來判斷。

實驗結論：運動電荷確實受到了磁場力的作用。

（板書）：

一、洛倫茲力——物理上把磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力。概念的強調有助于學生形成嚴謹 的科學態度

荷蘭物理學家，他是電子論的創始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻（塞曼效應）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學獎。被愛因斯坦稱為“我們時代最偉大，最高尚的人”。

探究二：洛侖茲力方向（提出問題--猜想假設--實驗驗證—總結練習）

提出問題：我們回顧一下電流形成和電流方向的規定；安培力方向的判定方法：左手定則。根據上面實驗的一束電子流在磁場中的偏轉情況，洛倫茲力又是安培力的微觀表示，你能否分析得到一個判斷洛侖茲力方向的方法呢？ 猜想假設：磁場對電流的作用力實質上就是磁場對運動電荷作用力。也就是說洛倫茲力可能與電荷的運動方向、磁場方向有關。安培力的方向用左手定則來判斷，洛倫茲力是否也可以采用同樣方法。

實驗驗證：觀察陰極射線的電子流在磁場中的運動，先判斷電流的方向，用左手定則判斷安培力的方向，推斷得到電子的受力方向。由學生交流自己的判斷方法。總結練習：今天同學們共同研究得出洛侖茲力方向使用左手可以判定，總結剛才左手判斷的方法，就是左手定則，練習教材課后題。

通過練習提醒學生注意：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。若不垂直怎樣，設疑引思考。

探究三：洛侖茲力大小（建立模型—小組討論—得出結論）建立模型：以上的我們討論了洛侖茲力的方向跟磁場方向和運動電荷的速度方向有關。那么洛侖茲力的大小與那些因素有關呢？

小組討論：安培力是洛侖茲力的宏觀表現，要確定洛侖茲力大小，首先要從微觀角度上分析確定電流強度大小。

根據以前學習的知識，同學們回憶一下：在t秒內有多少個電荷通過導體某一截面？電流強度的微觀表達式是什么？

電流微觀表達式：I=nqvs(n:單位體積自由電荷數；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)得F洛=qvB(電荷q所受的洛倫茲力)得出結論：F洛=qvB（B⊥V時）F洛=0（B∥V時）

探究四：研究帶電粒子在磁場中運動(引導學生用理論解決實際問題，培養實踐能力。)電視顯像管的工作原理

思考與討論：

1.如何使電子束打在熒光屏A點和B點？

2.再由B逐漸向A點移動，磁場該怎樣變化？（拓展思路）

研究性學習：

1、今天我們學習了帶電粒子的運動方向垂直于磁場方向的情形，請同學們自己研究學習（1）B∥V，（2）B⊥V，（3）B與V成θ角，三種情形中洛侖茲力和帶電粒子的運動規律。

2、在許多科學儀器和工業設備，例如質譜儀，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。

3、既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力對運動電荷不作功，何以安培力能對載

流導線做功呢？實際上洛倫茲力起了傳遞能量的作用，它的一部分阻礙電荷運動作負功，另一部分構成安培力對載流導線作正功，結果仍是由維持電流的電源提供了能量。

作業、（1）閱讀教材信息瀏覽“地磁與極光”。

（2）并把P124 1—4做到作業本上。

六.說板書設計

3.5 磁場對運動電荷的作用力

一、洛倫茲力

定義：運動電荷在磁場中受到的力

二、洛倫茲力的方向

1.判定--左手定則

2.特點：B和V方向不一定垂直，F洛必垂直于B、V確定的平面。

三、洛倫茲力的大小

F洛=qvB（B⊥V時）

F洛=0（B∥V時）

F洛=qvBsinθ

（B與V有夾角θ）

四、洛倫茲力的應用

七.說教學效果

由于這節課有實驗、課件等增加了課堂的容量。在教學方法上采用了“引導--探究--總結”的的教學方法，學生的學習積極性很高，能主動的融入到課堂中，順利的完成了教學任務。