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2020湖北教師資格學科專業知識:高中物理《洛倫茲力的方向》教案

2020-05-14 09:31:15| 中公教育研究與輔導專家

一、教學目標

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1.知道什么是洛倫茲力,會判斷洛倫茲力的方向。

2.通過理論分析,提高觀察思考能力,逐步形成抽象思維。

3.通過本節課的學習,學生將抽象知識轉化為具體,感受物理世界的奧妙。

二、教學重難點

【重點】什么是洛倫茲力。

【難點】洛倫茲力的方向。

三、教學過程

環節一:導入新課

教師播放極光短片,介紹這些極光一般是出現在地球的南、北極地區,極光是來自大氣外的宇宙射線(即一束束高速帶電粒子流)撞擊大氣中的粒子(氧、氮原子),使之電離發光。從四面八方射向地球的帶電粒子,只有南北兩極附近的粒子可以到達地球,其余的粒子則由于受到地球磁場的作用運動方向發生了改變,無法到達地球。在學生理解極光的產生原理后,提出問題:帶電粒子在地球磁場的作用下運動方向為什么會發生了改變?在學生討論的基礎上引出課題《洛倫茲力的方向》。

環節二:新課講授

【模塊1】洛倫茲力

提出問題(結合舊知):安培力是什么?學生會想到安培力是電流在磁場中受到的磁場的作用力。追問:導線中電流的本質是什么?運動的電荷單獨擋在磁場中,是否也會受到力的作用?

問答:學生知道電流的本質是電荷的定向移動形成的,可能會想到運動的電荷在磁場中也會受到力的作用。由此教師講解,荷蘭物理學家洛倫茲在1895年發表了磁場對運動電荷的作用力公式,稱這種力為洛倫茲力。

【模塊2】洛倫茲力的方向

提出問題(直接提問):洛倫茲力的方向是怎樣的?與什么因素有關?

多媒體演示:教師進行介紹實驗器材,圖中的玻璃管是一個抽成真空的陰極射線管,從陰極發射出來的電子束(稱為陰極射線),在陽極和陰極間的高電壓作用下,轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光,可以顯示出電子束運動的徑跡。

介紹完相應的工作原理后,提出以下問題,學生觀察并思考:

(1)在沒有外磁場時,電子束是沿直線前進的,如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間,讓電子運動方向與磁場方向垂直,熒光屏上顯示的電子束運動的徑跡發生了彎曲(如圖3-5-3所示),思考一下,這說明了什么?(電子運動方向與磁場方向垂直時,電荷在磁場中受到力的作用)

(2)當磁場方向改變時,請你觀察,電子束運動的徑跡彎曲的方向是否改變?(會改變)

根據上面分析,教師介紹,實驗表明:

(1)當運動電荷的速度方向與磁場方向平行時,運動電荷受到的洛倫茲力為零。

(2)當運動電荷的速度方向與磁場方向垂直時,運動電荷受到的洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直,又與速度方向垂直。

【模塊3】左手定則

提出問題(直接提問):如何利用磁場方向和電荷運動方向判斷洛倫茲力?

教師講解:可以用左手定則進行判斷,伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,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,四指指向為正電荷運動的方向,那么,拇指所指方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向,運動的負電荷在磁場中所受的洛倫茲力,方向跟沿相同方向運動的正電荷所受的力的方向相反。

環節三:鞏固提高

思考:洛倫茲力對在磁場中運動的帶電粒子是否做功?(不做功,因為速度方向與受力方向垂直)

環節四:小結作業

學生自行總結本節內容,完成課后1、2題。

四、板書設計

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(責任編輯:smt83593)

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