第一篇：高中物理選修3-2變壓器教學設計

《變壓器》一課的教學設計

學情分析：學生通過前面《電磁感應》整章的學習，已經對磁生電以及渦旋電流有了基本的掌握，在《交流電 》前兩節的學習，對交流電的特點也比較清楚，已經基本具備了學習變壓器這一節內容的必備知識。但對變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產生的電動勢大小關系這一知識點比較欠缺，在教學中需作出補充提示。

教材分析：教材是落實課程標準、實現教學目標的重要載體，新教材的特點之一是“具有基礎性、豐富性和開放性。”即學習內容是基礎而豐富的，呈現形式是豐富而開放的。本節教材配有小實驗，思考與討論，簡明扼要的文字說明，貼近生活的圖片生動而形象，開闊眼界的科學漫步。教材對變壓器原理的表述比較淺，在處理時要將這部分內容情境化，將靜態知識動態化，利于學生理解透徹。另外，教材中“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數關系”建議用控制變量法探究，但我認為控制變量法在這個實驗中不利于學生尋找物理量之間的關系，因此我在這個實驗中建議學生從和、差、積、比幾個方面試探分析。

教、學用具：

（1）教師的教具：臺式電腦、投影屏幕、實物投影儀；教學課件；可拆式變壓器、學生電源、開關、小燈泡、導線、多用電表等

（2）學生的學具：分組用實驗器材

本課教學目標：

1、知識目標：（1）理解變壓器的結構

（2）掌握變壓器的工作原理和工作規律

2、能力目標：

（1）在探究過程中培養學生的協作、交流的能力。（2）培養發現問題、解決問題、實驗設計與探究的能力。

3、情感態度與價值觀目標：

（1）使學生領略科學研究的綜合性，在科學探究中形成嚴謹務實的態度。（2）領悟到物理與生活的緊密聯系。本課教學重點難點：

本課的重點是變壓器的原理及變壓器兩端電壓與匝數的關系。難點是變壓器在怎樣的條件下才能工作？閉合鐵芯在變壓器效率上有怎樣的重要作用？我設計了四個小實驗讓學生自己去體驗發現來突破難點。

教學過程：

第一部分：課前收集變壓器

變壓器在平時生活中比較常見，學生對變壓器這一名詞并不陌生，因此課外要求學生搜集各種變壓器，了解變壓器的基本作用，必然會引起學生對變壓器的極大興趣，激發出學生對變壓器的好奇心和求知欲，增強了感性認識，使變壓器教學更貼近學生的實際生活，體會到物理與生活的緊密聯系，提高學習物理的興趣。引導學生自主搜集和整理學習材料，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。

第二部分：變壓器的結構

獲得知識的過程是曲折的、充滿矛盾的、活生生的、永無止境的過程，而不是平鋪直敘、垂手可得。從生活中常見用電器所需的額定電壓各不相同，但民用電壓為220V引出矛盾，很自然引發學生思考解決這一矛盾的途徑，使剛上課學生的注意力很快集中到所學習的內容，又能使學生產生深厚的興趣和求知欲，引起學生積極的思維活動。學生聯系生活常識及課前特意了解馬上找到解決這一矛盾的途徑——變壓器。繼而亮出學生課前搜集的各式變壓器，學生看到自己親自搜集的變壓器，會有一種由衷的自豪感、親切感。再看一組鄉村變壓器、變電所的大型變壓器等，開闊同學們的視野。選出一個拆開后的變壓器，要求學生觀察變壓器總結得出變壓器的結構，在這個過程中教師適時補充與完善。在此，對變壓器中的鐵芯的作用可以不必提出，放在變壓器的工作原理時通過實驗得出更合適。

第三部分：變壓器的工作原理

一個好的問題是開啟學生思維的鑰匙，是學生思維的源泉。教師要在教學的不同環節設置不同形式的問題。試探性的問題，可使學生學習的新知和原有的經驗結合，利于知識的建構；過渡性問題，能承上啟下，過渡自然，使學生的思維有連續性，不致造成思維的混亂。設置總結性的問題，不僅使學生解出正確答案，還知道了答案得出過程，培養學生的分類思想和歸納能力；發散性問題，使學生對概念和規律的認知在原有認知的基礎上得以拓展，培養學生創造性解決問題的能力，因此，教學設計中精心設計問題對于學生的思維發展是十分重要的。

提出問題：原、副線圈并沒有直接連接，合上S2，接在副線圈兩端的燈泡能亮嗎？要求學生推測并說出推測根據。面對問題學生展開了思考、猜想、討論，積極地表達自己的想法，課堂氣氛熱烈，由于學生想法并不一致，很自然產生了動手探究，一見分曉的愿望，這時讓學生自己上臺演示實驗，實驗結果引發新一輪的思考、討論，得出變壓器的可能的工作原理。

針對學生認識的誤區及盲區，設計四組不同的實驗，要求四組同學分組實驗，并對出現的實驗結果預測、分析。

第一組：交流電源、閉合鐵芯（實驗結果小燈泡亮，目的是讓學生親自驗證變壓器的工作原理）

第二組：直流電源、閉合鐵芯（實驗結果小燈泡不亮，目的是讓學生親自體驗變壓器工作需要用交流電源，進一步完善和強化對變壓器工作原理的認識）

第三組：交流電源、不閉合鐵芯

第四組：交流電源、閉合紙芯（第三、第四組實驗實驗結果小燈泡不亮，目的是讓學生親身感受到閉合鐵芯的在提高變壓器工作效率上的重要作用，從而提出理想變壓器的概念）。

在豐富有趣的實驗中，新舊知識得以重新整合，學生對變壓器的工作原理的認識有了新的提高，認識更完整、更清晰、更深刻。

第四部分：變壓器的工作規律

過度設問：如果在變壓器的原副線圈各并聯接入一個相同的小燈泡，則小燈泡的亮度會一樣亮嗎？對這一問題，學生根據生活中的初步知識，變壓器的基本作用是變壓，也能得到兩燈的亮度不一樣亮。

從演示實驗中，學生觀察到兩燈亮度不一樣，切實感受到變壓器確實能改變電壓，同時為下一個問題創設了情境，必然會引發學生思考變壓器電壓的變化可能與哪些因素有關？引起猜測、探究的強烈愿望，使學生思維由置疑到質疑，達到學生思維的最優化。

猜測變壓器原副線圈電壓大小可能與哪些因素有關時，教師可根據學生的猜測做一些簡單的實驗來證實他們的猜想，如我設計的一個實驗：用一根一米長的有多股芯線的導線與一小燈泡相連，隨著繞在鐵芯上的匝數不同，小燈泡的亮度也不同，形象直觀地展現了變壓器原副線圈電壓大小與線圈的匝數有關，學生信服。信服之余，新的問題有在腦海中孕育而生，即原副線圈電壓大小與線圈的匝數有怎樣的關系？為后續探究明確了目標和內容，即探究原副線圈電壓與線圈匝數的關系，這樣的教學過程，能夠培養學生提出問題的意識和能力。

分四組探究得出電壓與線圈匝數的關系。簡單介紹實驗器材，提出實驗注意事項，要求學生自己設計實驗方案、設計實驗數據記錄表格、分析實驗數據（提示：一般數據分析可以從和、差、積、比值等幾方面著眼考慮）得出實驗結論，一組同學相互協作、共同完成實驗探究。

讓學生從自己親手做實驗得出的數據，表達本組的實驗方案、數據分析方法及結論，這樣不僅提高了學生的科學探究意識和能力，培養了相互合作的團隊精神，享受到了成功的喜悅，增強了學習物理的興趣，活躍了課堂氣氛。

至此班級氣氛異常激動，喜悅之余，話鋒一轉，根據學過的知識從理論上推出電壓與線圈匝數的關系。在準備知識欠缺的情況下，這里需要作適當提示，即理想變壓器原線圈兩端的電壓與原線圈產生的電動勢是相等的，在此基礎上學生結合已有的知識很順利的推出了原副線圈兩端電壓與線圈匝數的關系，達到理論與實踐的統一，為實驗結論的可信度增加了籌碼。

第五部分：變壓器的應用與延伸

新課程標準強調從生活走向物理，從物理走向社會，把物理知識適當的引向實際應用及生活，體現學以致用、學有所用，不僅可以拓展學生的知識面、發展創造力，培養學生創新思維，而且可以讓學生總結失敗的原因，獲得成功的享受，增加學習的興趣并得到更好鍛煉。我要求學生設計一個能用照明電給復讀機供電的電源的電路。說明：復讀機用6V直流電源。

物理學科本身的科研性就比較強，教師要通過教育教學活動激發學生的探究意識，課堂探究與課后探究相結合，提高學生的探究能力，使學生能適應終身學習的要求和需要，這對于以后他們從事科學研究活動非常重要。因此，要求學生課后探究變壓器的電流與哪些因素有關？有怎樣的關系？并理論推導。

學生在課外實驗中不可能一帆風順，教師在操作時要適當引導。但是，教師也不可包辦代替，要讓學生接受挫折，從中總結經驗教訓，不斷改進實驗，發揮學生的創造性，特別是為那些潛能生提供了必要的發展空間。第五部分：教學反思

這節教學設計有成功的地方，也還有值得改進的地方。成功的地方有以下幾點：

1、教學思路清晰，教學知識結構“變壓器的結構”、“變壓器的工作原理”、“變壓器的工作規律”安排合理。

2、教學方法多樣，有集體教學、個別提問、小組討論、分組實驗等；教學以問題為線索，層層深入、引人入勝，有設問、創設情景引發問題，以探究為手段，設計生動有趣的實驗豐富激活課堂。

3、教學特色：緊緊抓住主題、牢牢吸引學生，注重知識的溫故而知新，包括提出問題能力、理論推斷能力、動手探究能力、相互合作能力等多方面能力的培養，課堂和諧有序、思維活動活躍，以學生為主體，課內、課外成為一個有機的整體，目標意識強，體現新課程理念，符合新課程標準。

4、課堂亮點：將變壓器變形后設計四組實驗，讓學生從實驗中深刻體驗變壓器的工作原理，改變了平鋪直敘的枯噪，說服力差，學生理解不透徹的弊病。

在四組實驗的組織上可以改進采用分四組以競賽的形式進行，這樣能增強競爭意識、集體意識，提高參與的積極性，效果會更好。

第二篇：高中物理(人教版選修3-1)《電動勢》》教學設計

高中物理（人教版選修3-1）《電動勢》》教學設計

一教材分析

電動勢的概念比較抽象，是教學中的一個難點。但學生對各種電源比較熟悉，所以本設計從介紹各種電源開始，明確本節課要研究電源的共同特性。通過對電路中產生持續穩定電流原因的探討，使學生知道電源工作過程中電源內部存在非靜電力的作用。在討論非靜電力做功將其他形式的能轉化為電能的過程中引入電動勢概念。在學習閉合電路的基礎上介紹外電路和內電路、外電阻和內電阻，外電壓和內電壓的意義，通過演示實驗讓學生直觀感受內電阻的存在。在閉合電路中能量轉化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學生理解。

二、教學目標

（一）知識與技能

1． 理解電動勢的的概念及定義式。知道電動勢是表征電源特性的物理量。2．從能量轉化的角度理解電動勢的物理意義。

（二）過程與方法

通過類比的方法使學生加深對電源及電動勢概念的理解。

（三）情感態度與價值觀

了解生活中電池，感受現代科技的不斷進步

三、教學重點與難點： 重點：電動勢的的概念

難點：對電源內部非靜電力做功的理解 四學情分析、五教學方法：實驗，多媒體 六課前準備：實驗教具 七課時安排：一課時 八教學過程：

（一）預習檢查、總結疑惑

要點：電源、恒定電流的概念

（二）情景引入、展示目標 新課講解-----第二節、電動勢

〖問題〗1。在金屬導體中電流的形成是什么？（自由電子）

2．在外電路中電流的方向？（從電源的正極流向負極）

3．電源是靠什么能力把負極的正電荷不斷的搬運到正極以維持外電路中恒定的電流？ 結合課本圖2-1，講述“非靜電力”，利用右圖來類比，以幫助學生理解電路中的能量問題。當水由A池流入B池時，由于重力做功，水的重力勢能減少，轉化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差，故欲使水能流回到A池，應克服重力做功，即需要提供一個外力來實現該過程。抽水機就是提供該外力的裝置，使水克服重力做功，將其他形式的能轉化為水的重力勢能。重力做功、克服重力做功以及重力勢能與其他形式的能之間的相互轉化，學生易于理解和接受，在做此鋪墊后，電源中的非靜電力的存在及其作用也就易于理解了。

兩者相比，重力相當于電場力，重力做功相當于電場力做功，重力勢能相當于電勢能，抽水機相當于電源。

（三）合作探究、精講點播 1．電源（更深層的含義）

（1）電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置。

（2）非靜電力在電源中所起的作用：是把正電荷由負極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉化為電勢能。

【注意】在不同的電源中，是不同形式的能量轉化為電能。

再與抽水機類比說明：在不同的電源中非靜電力做功的本領不同---引出 2．電動勢

（1）定義：在電源內部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。（2）定義式：E=W/q（3）單位：伏（V）

（4）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉化為電能的本領大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉化成電能的數值就越多。【注意】：① 電動勢的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無關。

②電動勢在數值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓。③電動勢在數值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功。

3．電源（池）的幾個重要參數

①電動勢：它取決于電池的正負極材料及電解液的化學性質，與電池的大小無關。②內阻（r）:電源內部的電阻。

③容量：電池放電時能輸出的總電荷量。其單位是：A·h，mA·h.【注意】：對同一種電池來說，體積越大，容量越大，內阻越小。

（四）反思總結、在學習閉合電路的基礎上介紹外電路和內電路、外電阻和內電阻，外電壓和內電壓的意義，通過演示實驗讓學生直觀感受內電阻的存在。在閉合電路中能量轉化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學生理解。九板書設計 電動勢

一、電荷定向移動的原因 1．靜電力

?化學作用（干電池）?2．非靜電力?光作用（光電池）

?電磁作用（發電機）?

二、電動勢（E）

1．表征了電源把其他能轉化為電能的本領。2．大小：等于電源開路時兩極間的電壓。3．單位：伏特（V）

?外電路—外電阻—外電壓

三、閉合電路?

內電路—內電阻—內電壓?

四、閉合電路中能量的轉化 十教學反思

在學習閉合電路的基礎上介紹外電路和內電路、外電阻和內電阻，外電壓和內電壓的意義，通過演示實驗讓學生直觀感受內電阻的存在。在閉合電路中能量轉化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學生理解.

第三篇：高中物理選修3

高中物理選修3—1磁場 磁場·磁現象的電本質·教案

一、教學目標 1在物理知識方面要求 1了解磁現象的電本質2了解磁性材料及其應用。2通過對安培分子電流假說的講述一方面要使學生了解科學假設的提出要有實驗基礎和指導思想另一方面也要使學生了解假說是科學發展的形式假說是否正確要看能否解釋實驗現象導出的結論是否符合實驗結果。安培假說已經得到實驗的證實假說上升為理論——安培分子電流理論。教學中要向學生滲透科學的研究方法。

二、教學重點 磁鐵的磁場也是由運動電荷產生的。

三、教具 1演示軟磁鐵被磁化的實驗 鐵架臺條形磁鐵軟鐵棒大頭針。2演示磁性材料的實驗 電源通電螺線管可被輕繩吊起的小磁針塑料棒銅棒鉛棒軟鐵棒硅鋼棒揚聲器磁電式儀表繼電器變壓器。

四、主要教學過程 一復習提問 1從上節課的學習我們知道了用幾種方法可以產生磁場 回答磁鐵能產生磁場電流也能產生磁場。2請學生在黑板上畫出條形磁鐵和通電螺線管周圍的磁場。二引入新課及講授新課 磁極和電流能夠同樣產生磁場通電螺線管和條形磁鐵周圍的磁場又是那么相似這些現象使我們想到磁極的磁場和電流的磁場是不是有相同的起源

第四篇：高中物理選修3-2第一章第四節教學設計2009-3-17-12-44-207

法拉第電磁感應定律教學設計

教學目的：

1.理解感應電動勢的概念，明確感應電動勢的作用．

2.理解感應電動勢的大小與磁通量變化率的關系，掌握法拉第電磁感應定律及應用． 3.通過法拉第電磁感應定律的建立,進一步揭示電與磁的關系，培養學生空間思維能力和通過觀察、實驗尋找物理規律的能力．

教學過程：

應用分析、類比和遷移等思維方法，在實驗中讓學生理解法拉第電磁感應定律的實質，得出定律的表達公式，進而掌握其應用．

教學重點：法拉第電磁感應定律的建立和應用． 教學難點：

1.磁通量的變化與變化率的區別，及與感應電動勢的關系． 2.決定磁通量大小的因素，及其變化特點．

教學關鍵：做好演示實驗，觀察并分析好實驗． ［教具］演示用電流計、線圈（螺線管）、磁鐵、導線等．

一、回顧舊知識

（方法：按知識系統性向學生提問．）

師：在電磁感應現象中，產生感應電流的條件是什么？ 生：閉合電路中磁通量發生變化．

師：在電磁感應現象中，磁通量發生變化的方式有哪些情況？舉例說明．

生：可以是Δφ＝ΔBS或Δφ＝BΔS,或Δφ＝(B+ΔB)(S+ΔS)-BS.也可以是B的大小，S的大小不變，B和S的方向變化．概括為Δφ＝φ2-φ1（以上兩問，多數學生能正確回答，但第2問，學生通常只能回答出一兩種情況，需要教師啟發誘導和作圖，才能歸納出磁通量變化的各種情形．

在指導學生回答此問時，重在培養學生想象和概括能力，不宜過多糾纏于知識細節，以免沖淡教學重點．）

二、引入新課

由前節可知，感應電流的方向與原磁場的方向以及磁通量的變化有關．那么，感應電流的大小又與什么有關系呢？我們知道：電流的大小與電動勢有關系，讓我們首先來研究感應電動勢的產生．

三、進行新課 １．感應電動勢

概念：在電磁感應現象中所產生的電動勢，在中學里統稱感應電動勢．

感應電動勢的方向：感應電動勢的方向與感應電流的方向一致，由楞次定律或右手定則決定：在外電路中，從正極→負極在內電路中，從負極→正極

師：在圖１的（ａ）、（ｂ）兩圖中，若電路是斷開的，有無電流？有無電動勢？ 生：電路斷開，肯定無電流，但可能有電動勢． 師：電動勢大，電流強度是否一定大？

生：電流的大小由電動勢和阻值Ｒ共同決定，遵從I=ε/R ．（教學方法：復習，類比．）

師：閉合電路中要產生持續電流的條件是什么？ 生：必有電源電動勢． 師：在電磁感應中，有感應電流，說明有感應電勢存在．現在我們來類比圖１中（ａ）、（ｂ）兩圖．（ａ）圖中，哪部分相當于（ｂ）圖中的電源？

生：ab兩點右部的線圈.師:（ａ）圖中，哪部分電阻相當于（ｂ）圖中內阻？ 生：線圈自身的電阻．

師：比較兩圖中的電流方向，判斷（ａ）圖中電源的正負，以及ab兩端電勢的高低.生：a點電勢較高，見圖中箭頭方向． ２．法拉第電磁感應定律． ［實驗一］裝置如圖２．

（方法：教師演示，學生觀察并回答．）

師：將磁鐵迅速插入與慢慢插入螺線管時，觀察電流計指針偏轉角度有何不同？反映電流大小有何不同？電動勢大小如何？

生：迅速插入時，指針偏轉大，反映電流大，感應電動勢大；慢慢插入時，電流小，感應電動勢小．

師：迅速插入與慢慢插入，穿過螺線管磁通量的變化是否相同？ 生：磁通量變化(Δφ)相同.師：換用強磁鐵，迅速插入，觀察到指針的偏轉如何？說明什么？ 生：指針偏轉更大，反映電流更大，電動勢更大． 師：以上現象說明感應電動勢的大小由什么因素決定？

生：由磁通量變化量Δφ的大小和變化的時間φT決定,即由磁通量變化的快慢決定． ［教師小結］

（１）磁通量變化越快，感應電動勢越大，在同一電路中，感應電流越大；反之，越小．

（２）磁通量變化快慢的意義：

(1)在磁通量變化Δφ相同時，所用的時間Δt越少，即變化越快；反之，則變化越慢．(2)在變化時間Δt一樣時，變化量Δφ越大，表明磁通量變化越快；反之，則變化越慢．

(3)磁通量變化的快慢，可用單位時間內的磁通量的變化,即磁通量的變化率來表示． 可見，感應電動勢的大小由磁通量的變化率來決定． ［實驗二］裝置見圖３．

磁通量的變化率也可以用導體切割磁力線的快慢（速度）來反映．（即速度大，單位時間掃過的面積大．）

圖中，導體ＡＢ與電流計形成一閉合電路．ＡＢ迅速切割時，指針偏轉角大，反映感應電流大，電動勢大；導體ＡＢ慢慢切割時，指針偏角小，反映電流小，感應電動勢小．

［講述］由實驗一和實驗二得知：感應電動勢的大小，完全由磁通量的變化率決定． 精確的實驗表明，電路中的感應電動勢的大小，跟穿過這個電路的磁通量的變化率在正比，即εΔφ／Δt．這就是法拉第電磁感應定律．

其函數表達式為：ε=kΔφ／Δt

在國際單位制中，Δφ=φ2-φ1，單位為韋伯；Δt=t2-t1，單位為秒時，K=1．這時，ε的單位為伏特．

討論：

(1)１伏＝１韋／秒；

(2)若線圈為ｎ匝連繞，則ε=nΔφ／Δt（即相當于ｎ個單匝電源相串聯）；

(3)公式ε=Δφ／Δt所計算的是時間Δt內的平均電動勢Δφ（若均勻變化，平均感應電動勢等于即時感應電動勢）．

那么，導體切割磁力線時，感應電動勢如何計算呢？

如圖４，把矩形線框ａｂｃｄ放在勻強磁場里，線圈平面與磁力線垂直．設ａｂ長度為l，且以速度v相對于磁場向右運動，在Δt時間內，由ab移動到a'b'.應用法拉第電磁感應定律公式ε=Δφ／Δt和Δφ=BΔS=BlvΔt，不難得出：ε=Blv（注意：B,l,v三者是互相垂直的）．

假若導線運動的方向與導線本身垂直，但與磁力線方向不垂直，如圖５所示，設B與的夾角為θ，則

vsinθ=v⊥

____對切割有貢獻 vcosθ=v‖

____對切割無貢獻

這時ε＝Blv⊥=Blvsinθ．這就是導體切割磁力線運動時，感應電動勢的計算公式．公式ε＝Blv⊥=Blvsinθ的特點是：

(1)v為導體與磁場相對運動（即切割）速度．

(2)v當為某時刻的即時速度時,ε＝Blv⊥可計算出某時刻的瞬時感應電動勢．因此,必須充分認識公式ε=Δφ／Δt和ε＝Blv⊥在計算感應電動勢的一致性，以及應用條件上的區別．從而正確靈活地選擇某一公式，解決不同情況中的物理問題．下面，讓我們通過練習，來鞏固和應用所學的定律和公式．

第五篇：高中物理教學設計

高中物理教學設計

高中物理教學設計1

一、教材分析

本節內容是在上一節安培力的基礎上，進一步形成的新的知識點。重在讓學生理解什么是洛倫茲力、并掌握洛倫茲力的方向判斷和大小的計算。它也是后續學習《帶電粒子在勻強磁場中運動》的知識基礎。

本課教材在提出洛倫茲力的概念后，重在引導學生由安培力的方向和大小得出洛倫茲力的方向和大小，這種通過實驗結合理論探究洛倫茲力的方向，再由安培力表達式推導出洛倫茲力的表達式的過程是培養學生邏輯思維能力的好機會，一定要讓學生都參與進來。

二、學情分析

知識基礎：學生已經學習了《磁場對通電導線的作用力》一節，知道如何判斷安培力的方向以及如何計算安培力的大小。但對于安培力產生的原因，卻還不甚清楚。

技能基礎：學生已經具備一定的邏輯推理分析能力，因此本節課可以引導學生思考安培力的產生原因，激發學生的求知欲，引入探究式學習。

三、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)，借助洛倫茲力與安培力的關系，猜想并驗證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

進一步學會觀察、分析、推理，培養科學思維和研究方法。認真體會科學研究最基本的思維方法:“推理—假設—實驗驗證”。

四、教學重點與難點

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.

五、教學資源

電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體課件

六、教學設計思路

根據對本節教材內容的分析，結合學情和相關教學資源，本節課以“情景問題猜想實驗驗證理論推導應用鞏固”的思路進行設計。

課前通過觀看“極光美景”視頻，引出本節主題。然后借助“陰極射線管”演示實驗指出磁場對運動電荷有力的作用，并激發學生學習的興趣。課中借助安培力的方向，讓學生通過猜想加驗證的方式，學習并掌握洛倫茲力方向的判定方法，并進一步得出安培力與洛倫茲力的內在關系；借助安培力大小的計算公式，引導學生推導得出洛倫茲力大小的計算公式。最后通過練習加深對洛倫茲力的理解，并回答引入部分提出的問題。

教學過程中，以演示實驗調動學生興趣，引導學生觀察、分析實驗現象，圍繞難點“洛倫茲力的方向”的理解，通過情景轉換，老師引領、學生動手，同學互動，師生互動的方式，讓學生感受，體驗知識的生成過程。

七、教學過程：

（一）引入

視頻欣賞：天文現象——極光

提問：為什么極光只出現在南北兩極呢？

引導：解開此謎題的鑰匙就是，磁場對運動電荷的作用規律。

［演示實驗］觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉

［教師］說明電子射線管的原理：

說明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，磁鐵是用來在陰極射線周圍產生磁場的，還應明確磁場的方向。

提示：

1、沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現象。

2、光束實質上是什么？

3、若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現象？

4、改變磁場的方向，通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。

［實驗結果］在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發現電子束運動軌跡發生了彎曲。

［學生分析得出結論］磁場對運動電荷有力的作用.------引出新課

（二）新課講解

1、物理學中把磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。（展示洛倫茲介紹資料）

2、提問：如何探究洛侖茲力呢？

引導學生思考：

1）、電流怎么形成的？

2）、磁場對電流的`作用、磁場對運動電荷的作用，兩者間有何關聯？

進一步引導學生分析：通電導線在磁場中為什么會受力？得出安培力與洛倫茲力的關系。

【說明】可以根據磁場對電流有作用力而對未通電的導線沒有作用力，引導學生提出猜想：磁場對電流作用力的實質是磁場對運動電荷作用力的積累效果。即，安培力是洛倫茲力的宏觀表現。

3、提問：既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現，那么，你們覺得可以如何探究洛倫茲力呢？

回答：借助對安培力的認識，探究洛倫茲力。

（1）提問：具體怎么探究呢，比如方向？

回答：左手定則

學生說明猜想理由：

1如圖，判定安培力方向.（上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上，乙圖安培力方向為垂直電流方向向下）

②.電流方向和電荷運動方向的關系.（電流方向和正電荷運動方向相同，和負電荷運動方向相反）

③.F安的方向和洛倫茲力方向關系.（F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反.）

④.電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關系.（學生分析總結）

實驗驗證猜想：（回顧陰極射線管實驗）猜想正確！

洛倫茲力方向的判斷——左手定則

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，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向是電荷運動的反方向，那么拇指所指的正方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向.

【要使學生明確】：正電荷運動方向應與左手四指指向一致，負電荷運動方向則應與左手四指指向相反(先確定負電荷形成電流的方向，再用左手定則判定)。

［投影出示練習題］試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點粒子的運動方向。

［學生解答］

最后，通過“思考與討論”，說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運動的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對運動的帶電粒子總是不做功的。

（2）、洛倫茲力的大小

現在我們來研究一下洛倫茲力的大小.通過下面的命題引導學生一一回答。

設有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，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，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中，求：

（1）電流強度I。

（2）通電導線所受的安培力。

（3）這段導線內的自由電荷數。

（4）每個電荷所受的洛倫茲力。

得出洛倫茲力的計算公式：當粒子運動方向與磁感應強度垂直時：

問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,粒子受到的洛倫茲力又如何呢?

引導學生進行分析:可將磁場分解（類比安培力公式得出方式）得出結論

當粒子運動方向與磁感應強度方向成θ時（v∥B）F=qvBsinθ

上兩式各量的單位：F為牛（N），q為庫倫（C），v為米/秒（m/s）,B為特斯拉（T）

4、課堂練習

1、電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場中,它受到的洛倫茲力是多大?（4.8×10-14N）

2、當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管,若不計重力,則

A．帶電粒子速度大小改變

B．帶電粒子速度方向改變

C．帶電粒子速度大小不變

D．帶電粒子速度方向不變

（答案：CD）

3、電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的是()

A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同

B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變

C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直

D．粒子的速度一定變化

（答案：B）

4、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

B．相對于預定地面向東偏轉

C．相對于預定點稍向西偏轉

D．相對于預定點稍向北偏轉

（答案：B）通過本題進一步引導學生作圖分析：為什么極光只出現在地球的兩極？（與課前引入相呼應）

5、.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）

在條件允許的情況下，可以讓學生觀察顯像管的實物，認清偏轉線圈的位置、形狀，然后運用安培定則和左手定則說明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發生偏轉的。

再通過“思考與討論”，讓學生弄清相關問題。進而介紹電視技術中的掃描現象。

最后讓學生回憶“示波管的原理”，通過對比看看二者的差異。

（三）對本節內容做簡要小結

（四）作業布置

（1）復習本節內容

(2)完成“問題與練習”

八、板書設計第5節《磁場對運動電荷的作用力》

一．洛倫茲力

1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力

安培力是洛倫茲力的宏觀表現

2、洛倫茲力的方向：左手定則

F⊥vF⊥B

3、洛倫茲力大小：F洛=qVBsinθ

V⊥BF洛=qVB

V∥BF洛=0

4、特點：洛倫茲力只改變力的方向，不改變力的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功

二．電視顯像管的工作原理

1.原理

2.構造

九、教學反思

本節課利用極光這一神奇的自然現象，通過陰極射線在磁場中的偏轉演示實驗來引入新課，新奇的實驗現象極大地吸引了學生的興趣，明顯的實驗現象使學生很容易總結出磁場對運動電荷有力的作用。通過電荷的定向運動形成電流，推導出倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀)，由此可以借助安培力來探究洛倫茲力的大小和方向。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉，這種與生活聯系緊密的物理知識，能激發學生對物理學科的熱愛，培養學生利用所學物理知識解釋生活中的現象，體現從物理走向生活的教學理念。

通過課堂練習反饋，發現本課難點在于如何讓學生發揮空間想象能力，判斷洛倫茲力的方向。需要在課后加強練習。

高中物理教學設計2

【教材分析】

本節是人教版高中《物理》必修2第五章第7節，是《曲線運動》一章的最后一節。學習本節內容既是對圓周運動規律的復習與鞏固，又是后面繼續學習天體運動規律的基礎，具有承上啟下的作用。教材安排了鐵路的彎道，汽車過拱橋，航天器中的失重現象，離心現象四個方面的內容，如果面面俱到，難免會蜻蜓點水，為了在教學中突出重點、分散難點，我將教材內容進行了重新整合，分兩課時完成。本課為第一課時主要討論鐵路彎道的設計意圖。【學情分析】通過前面的學習，學生已經對圓周運動有了較為清晰地認識，但是對于向心力的概念理解還不夠深入。同時高一的學生思維活躍，求知欲強，他們很希望參與到課堂中來，自主的解決問題。【三維學習目標】過程與方法知識與技能情感態度和價值觀經歷觀察思考，自主探究，交流討論等活動進一步理解向心力的概念。

能在具體問題中找到向心力的來源培養學生的團隊精神，合作意識；感悟科學的嚴肅性，培養學生嚴謹的學風教學重點和難點：在具體問題中找到向心力的來源

【教學策略】

1．教法：使用情境激趣、設疑引導、適時點撥的方式引領學生的學習；

2．學法：學生在教師的引領下，通過觀察現象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來，體驗求知樂趣，成為學習的主人。

3．教學資源：

（1）多媒體課件；

（2）自制教具：車輪模型、彎道模型；

【教學過程】

一、設置情景、引入新課

首先，播放一段4.28膠濟鐵路火車事故的視頻動畫，將學生的注意力吸引到火車轉彎這一具體情境中來。我就此提出兩個問題：1．火車轉彎時的限定速度是怎樣規定的？2．火車超速時為什么容易造成脫軌事故？學生帶著問題進入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學習指明了方向。

二、復習鞏固、明確方法

我通過提問的方式，幫助學生回憶計算向心力的常用公式，然后，設置情景，讓學生對做圓周運動的物體做出受力分析并找到向心力的來源。

情景一：物塊隨圓盤做勻速圓周運動。

情景二：小球在杯子內壁做圓周運動。此情景并沒有直接展示給學生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要保證杯口朝上。”讓學生自己設計出小球的運動方式，并對杯中小球的運動情況作出受力分析。通過這種方式讓學生參與到課堂中來，提高了學生的學習興趣。而后，教師做出總結：分析圓周運動問題，就是要通過運動分析求出物體需要多大的向心力，通過受力分析找到誰在提供向心力，從而建立供需平衡方程，這是解決圓周運動問題的一般思路。

三、設疑引導、自主探究

這一部分集中了本節的重點和難點，為了降低學習難度，我巧設梯度，從以下三個部分組織教學：

1．認識火車車輪的結構特點

首先教師播放視頻，分別展示火車在水平面和水平彎曲軌道上的運動，學生通過觀察和對比，認識到火車轉彎要靠鐵軌和車輪的作用。然后學生觀察車輪和軌道結構，描述火車車輪結構特點。學生遇到困難時，教師利用自制教具──模型車輪，加深學生對車輪結構的印象，并提示學生思考車輪輪緣的作用。

進一步提出問題：生活中還有什么地方用到了類似的輪子結構？通過學生的回答，和圖片的展示（學校門口的電動拉門的輪子），使學生認識到這一結構在生活中也是常見的，從而拓展了學生的認識。接著提問學生：你認為火車在水平軌道上轉彎時向心力來自哪里？經過觀察和思考，學生已經不難想到向心力的來源。而后追問：你認為這樣的轉彎方式有什么弊端嗎？學生通過思考，結合上課之初播放的視頻，不難回答出這樣做的危害性。

2．真實的火車彎道的情況

那么設計師有什么好的方法嗎？通過提問，了解學生對實際鐵路彎道特點的認識情況。而后通過圖片，使學生認識鐵路彎道處內軌低而外軌高的特點；從而發出疑問，彎道處這樣設計的用意何在呢？

提示學生從受力分析入手，找到此時向心力的來源，并要求學生畫出受力分析圖。

除了正確的分析外，學生很可能將重力與支持力的合力畫成沿斜面向下，這是對彎道的圓心位置分析不清造成的，對學生可能做出的兩種向心力的方向，我不直接評論對錯，而是使用自制教具，展示給學生彎道處路基的特點，讓學生有所參照。學生不難發現，彎道的內側與碗的內壁相似，進而認識到和杯子內壁的相似性，把小球在杯子內壁的運動與火車在彎道處的運動作對比分析。經過這樣兩步，學生已經不難得出正確的受力分析。成功的突破了這一教學難點。

然后趁熱打鐵，引導學生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達式，為下一步的學習做好準備。

3．假如你是設計師

為了解決開課時提出的兩個問題，我設計了第三部分──假如你是設計師。

首先，設置情境：你設計了一段半徑為r，傾角為θ的鐵路彎道，你會如何規定火車轉彎的速度？提示學生從解決圓周運動一般本思路出發，從供需平衡關系入手，列出方程，從而得出限定速度的表達式。從表達式的得出過程，引導學生理解，限定速度的規定實際是為了保證由重力和支持力的合力提供向心力，從而避免車輪和鐵軌間的擠壓，保證行車安全。

接著，通過演示實驗，讓學生觀察在杯內轉動過快的小球從杯中飛出的過程，提示學生思考，如果火車速度過快會怎么樣呢？學生已經不難認識到火車速度過快會使火車脫軌的問題。而后引導學生用供需平衡條件來解釋這一問題，深化了學生認識。為了突出重點，這里不提出離心現象這一問題。只是通過現象的分析和認識為離心現象的教學做好鋪墊。

四、總結方法、完善認識

通過本節的教學不僅要使學生認識到解決圓周運動問題的一般方法，更重要的是使他們認識到火車轉彎的模型在生活中是普遍存在的，認識到生活中的簡單現象往往就是解決實際問題的靈感的來源。進一步啟發學生，還有哪些生活中的運動也使用了相同的設計思想？使學生認識到自行車轉彎、汽車轉彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學生的認識。同時通過對事故原因的科學分析，使學生認識到尊重規律的重要性，培養學生嚴謹的學習態度。

五、布置作業、課后拓展

課后作業是學生再學習的重要途徑，本節課后我安排了兩項作業。旨在讓學生鞏固知識的同時，認識物理與社會的聯系，將對學生的知識教育和情感教育引向課外。

1．課后練習題。

2．了解中國鐵路提速情況，查找資料，提出你對鐵路建設的建議。【總體設計思想】本節課的設計思想是借助問題給學生一個思維的支點，在教師的引領下，從分析生活中的簡單現象入手，找到一般規律。在新的問題情境中思考、發現生活中的模型。通過類比，把日常生活中的知識聯系到新問題的解決當中，在加深知識理解的過程中，也培養了分析應用能力。同時，通過對事故原因的分析，培養學生嚴謹科學的分析方法和認真負責的工作態度。體現“從生活走向物理、從物理走向社會”的物理教學理念。