课堂大赛教学心得--磁场对运动电荷的洛伦兹力

第一篇：课堂大赛教学心得--磁场对运动电荷的洛伦兹力

课堂大赛教学心得

彭东厚

一、结果为过程

按照教材和大纲的要求，本节课学生只要会用左手定则来判断洛伦兹力的方向，会用F=qVB来计算洛伦兹力的大小就已经达到了教学目的，教材上有些知识内容没有介绍推理过程，是直接给出的.为了让学生成为教学活动的主体，为此，在这节课的教学设计中，我改“讲”为“学”，把教学目标的重点由学习具体的物理知识变为探索知识的过程.教材直接给出了洛伦兹力用左手定则来判断，在处理这部分内容时，我以判断安培力的左手定则为切入点，启发学生去分析探索实验、去发现总结规律，由电流的方向与正电荷的定向移动方向相同，得出运动电荷所受洛伦兹力的方向也可用左手定则来判断这一结论.避免了学生在听讲过程中被动地被拖着走的现象，学生能主动思考，自觉成为发现知识的主体.在推导洛伦兹力大小F=qVB时，把推导过程大胆地交给学生，通过知识再现、设疑提问和学生讨论等方法，实现知识迁移，再通过视频展台点评学生的推导过程，得出关系式F=qVB，使学生从老师的评价中得到启发，受到激励，实现引导学生主动学习的目的.从学生回答的问题和推导过程看，教学效果很好.把结果变成教学过程的动态延伸，这不仅给学生提供了积极思维的时间和空间，而且在探索知识的过程，培养了学生具有掌握知识、分析知识、更新知识的能力.二、问题为纽带

课堂提问是一种由教学目标决定的，有目的有计划的重要教学手段，好的提问能集中学生的思维并使教学有序有效地朝着教学目标发展，相反，问题缺乏思维的启发性和针对性，提出的问题过频过急而使学生被动地跟着问题转，或使学生不知所云，无从回答，就会导致教学时间的浪费和教学效率的低下.让学生带着问题走进教室，实际上已经激发了学生的求知欲，在这种情境下的教学，适时的、有针对性的设疑提问，有助于形成结论.例如，引课时用到的：磁场为什么会对通电导线有力的作用？这个力是不是作用在运动电荷上的？如果是，大小等于多少，方向又如何判断？这样就使提问具有了探讨性.如果用“磁场为什么会对通电导线有力的作用？”来引入新课，问题就只有复习记忆功能.再如，要验证“猜想”的正确性，我提出：要完成这个实验，应做哪几方面的准备？学生很容易回答出“需要磁场和运动的电荷.”紧接着又问：“还有吗？”在学生认为理所当然的情况下，再次提问，在看似没有问题的地方发现问题，然后解释：因为运动电荷是微观粒子，还要有显示其受力的办法，很自然的为介绍电子射线管的结构做了铺垫.在演示加磁场电子束发生偏转这一实验时，没有直接给出结论，而是提出“电子束偏转说明什么？”学生答“受力.”接下来又问：“为什么偏转了就说明受力了？”学生答“速度方向改变，产生加速度，所以受到洛伦兹力的作用”.到此似乎应该结束，但接下来又提出：“这个力是谁施加的呢？”从而有效地锻炼了学生捕捉信息的能力.种种类似问题的设计，既要根据教材和学生实际，想方设法挖掘学生创造性思维，又要使学生在解决教师设计的问题过程中，就能基本理解和掌握课本知识.教学设计中，小结后有两个为下节课做铺垫的问题：

1、带电粒子在磁场中的运动轨迹是什么？是抛物线？还是圆？

2、洛伦兹力是否对运动电荷做功？总之，一节课的提问形成了一个服务于教学目标的问题网络，这些问题的落实就达到了突破难点、强化重点的效果，而落实的过程就是学生积极思维、主动发现知识、形成自己能力的过程.三、多媒体课件的应用

所有参赛教师都使用了多媒体课件，由于我们平时课堂教学手段比较传统、单一，多媒体课件的应用极大地调动了学生学习的积极性.利用课件介绍电子射线管的结构，清晰、醒目，效果好.物理学科是以实验为基础的学科，学生对物理概念和规律的理解和掌握，首先依靠对物理现象的真实感知，实验过程中可能有误差，但实验给学生的感知却是真切的，为此，我首先完成了通过电子射线管和感应圈获得电子束，并且加磁场后发生偏转的实验，在实验给学生提供了一个感性认识的基础上，再切入课件，用左手定则解释发生偏转的原因，使瞬间的物理过程变得可控和有序，形象、具体，进一步加深了学生对知识的理解和掌握.在解释“安培力是导体内大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现”，这一结论处，设计了一桢画面：通电导线垂直磁场，受到安培力的作用，看导线的切面图，每个电子定向移动的方向与电流方向相反，每个运动电荷受洛伦兹力的合力就是导线所受安培力，这一结论，通过画面就变得一目了然，无须另做解释，学生就已经对安培力的微观本质有了清晰准确的认识，有了更深层次的理解.用多媒体课件处理习题部分，既节省时间，又增大了课堂的容量，巩固练习不追求题量，而是一题多变，在练习左手定则的应用时，不单纯判断运动电荷受到洛伦兹力的方向，还判断电荷的电性及速度方向，增强了问题的灵活性，培养了学生对知识的迁移能力.应用课件方便、快捷，教学反馈效果很好！本次参赛用的课件力求主体突出、科学性、实用性、可视性强，没有分散学生注意力的干扰画面，画面间切换方便、及时，力求与学生的思维同步.这些都为完成本节课的教学内容起到了很好的辅助作用.多媒体课件在公开课中不可不用，但不可滥用，不能替代教师和实验.因为教学过程中的方法启示和能力培养，师生思想感情的交融等，都不是多媒体课件所能替代的.比赛已落下帷幕，回顾从备课到比赛的全过程，感触很深，一节好课，离不开从上到下的关怀，是相关科之间的协作的结果.

第二篇：磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)

《磁场对运动电荷的作用力》教学设计

安徽省砀山中学物理组 周分工

一、教学目标

（一）知识与技能

1．知道什么是洛仑兹力，会用左手定则判定洛仑兹力方向，会计算洛伦兹力大小。

2．由安培力大小推导运动电荷所受的洛仑兹力大小，培养学生的迁移能力。

（二）过程与方法

1．通过复习安培力方向，电流与电荷运动方向的关系，猜想洛伦兹方向，再利用实验加以探究验证，使学生对安培力和洛伦兹力有统一认识。

2．通过复习安培力大小，电流微观表达式，理论推导洛伦兹力大小，让学生意识到安培力是洛伦兹力的宏观表现。

3．通过思考讨论的方式认识洛伦兹力的作用效果。

（三）情感态度与价值观

1．通过实验探究培养学生科学分析的习惯，即“假设──推理──实验验证”。

2．从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小，使其学生建立宏观、微观的概念，感受物理规律的统一美。

二、教学重点、难点：洛伦滋力的大小和方向

三、教具：高压感应圈，阴极射线管，条形磁铁等

四、教学过程

1．习题导入

习题：如图1，电子束水平向右从小磁针上方飞过，试判断小磁针

极如何偏转？

通过此题引导学生体会：

（1）“运动的电荷”可等效成“电流”，且等效电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反。

（2）运动电荷如同电流一样，可在周围产生磁场。

师：磁场对电流有安培力作用，“运动的电荷”可等效成“电流”，容易想到：磁场对“运动电荷”有无力的作用？（让学生短时间思考猜测）

2．实验探究

师：介绍实验装置 高压圈 阴极射线管

演示：不加磁场时，电子不受力，作直线运动，如图2；拿一条形磁铁靠近玻璃管，运动的电子处在磁场中，观察发生的现象，如图

3图2 图3

生：电子发生了偏转

师：这说明了什么？

生：磁场对运动的电子有力的作用

师：磁场对运动电荷确实有力的作用。荷兰物理学家洛伦兹首先提出：运动电荷能产生磁场；磁场对运动电荷有力的作用。物理学上把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力．

教师引导学生：认识一种新的力应研究它的三要素。

3．洛伦兹力方向的判断

回忆安培力方向判断方法──左手定则内容，结合习题结论：等效电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反，引导学生猜测：洛伦兹力方向也可用左手定则判断。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，拇指指应为洛伦兹力方向

实验验证：如图4，让条形磁铁的N极正对电子束，观察电子偏转方向，与用左手定则判断的结果一致；如图5，让S极正对电子束，重复验证。

图4 图5

总结归纳：洛伦兹力方向由左手定则判定。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，那么拇指的指向就是洛伦兹力的方向。

尝试应用：试判断图6中带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向

4．洛伦兹力大小的计算

图6

如图7，大量电荷定向移动形成电流，把电流垂直放入磁场中，每一个运动电荷都要受到洛伦兹力，这些洛伦兹力的集体（宏观）表现就是安培力。

引导学生回答下列问题：

（1）若图7中的一段导线内有（（2）若图7中导线长设为（（3）每个自由电荷的电量为，图7中的总电量

为多少？（）），电流设为，磁感应强度为，导线所受安培力多大？）

个自由电荷，则安培力与洛伦兹大小有什么关系？

电荷定向移动的速率为，这些电量全部从

通过，用时多少？（）

电流如何表达？（师：根据上述条件，能否推导出

生：

师：上述推导中与）的计算式？

在方向有什么要求？

生：电荷运动方向应当与磁场方向垂直。

总结：当电荷运动方向与磁场垂直时：、练习2．电子的速率,沿着与磁场垂直的方向射入的匀强、，上述各物理量的单位分别为：、磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？电子的质量，它受到的重力是多大？，通过此题一方面让学生熟悉洛伦兹力的公式，另一方面让学体会分析演示实验时，重力可以忽略的原因。

师：当电荷的运动方向与磁场方向平行时，是否受洛伦兹力呢？

生：不受，因为前节已证明当通电导体和磁场平行时，磁场对导体没有作用力。

总结：当电荷运动方向与磁场方向平行时，受到的洛仑兹力等于零；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，受到的洛仑兹力

思考讨论：当电荷运动方向与磁场方向成角时，受到的洛伦兹力多大？（提示：分解速度或磁感应强度）

5．洛伦兹力作用效果

讨论：洛伦兹力方向与电荷运动方向有何关系？

洛伦兹是否对电荷做功？

洛伦兹力对电荷速度大小、方向有何影响？

6．结课，布置作业。

第三篇：洛伦兹力的教学设计

探究洛伦兹力的教学设计

宁陕中学：周 华

★教学目标（1）知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向；

2、知道洛伦兹力大小的推导过程；（2）过程与方法：

1、通过对安培力产生原因的猜测，培养学生的联想和猜测能力；

2、通过演示实验，培养学生的观察能力。

3、通过类比的方法培养学生通过旧知识获得新知识的能力

4、通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力；（3）情感态度与价值观：

培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理，通过实验验证，使学生认识到洛伦兹力的存在。★教学重点

1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。★教学难点

洛伦兹力大小推导过程 ★教学方法

实验观察法、讲述法、分析推理法 ★教学用具：

电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片 ★教学过程

（一）引入新课

教师：（复习提问）前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：

（1）如图，判定安培力的方向

学生上黑板做，解答如下：

（2）电流是如何形成的？ 学生：电荷的定向移动形成电流。

教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？

学生：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。

［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1

教师：说明电子射线管的原理：

从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。

学生：观察实验现象。

实验结果：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。

（二）进行新课 洛伦兹力的方向和大小

教师讲述：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。

我们用左手定则判断安培力的方向，因此可以用安培定则判断洛伦兹力的方向。

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场

中所受洛伦兹力的方向。

如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。

［投影片出示练习题］

（1）试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

学生解答：

甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上； 乙中负电荷所受的洛伦兹力方向向上；

丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸内； 丁中负电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸外 教师：下面我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。

学生：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不

垂直。

教师：现在我们来研究洛伦兹力的大小。

若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。

教师：这段导体所受的安培力为多大？ 学生：F安=BIL

教师：电流强度I的微观表达式是什么？ 学生：I的微观表达式为I=nqSv

教师：这段导体中含有多少自由电荷数？ 学生：这段导体中含有的电荷数为nLS。

教师：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？

学生：安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以

F洛F安nLSBILnqvSLBqvB nLSnLS教师：当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为多大？ 学生：F洛qvBsin

（三）课堂小结：

本节主要介绍了洛伦兹力的概念以及洛伦兹力方向和洛伦兹力大小的推导公式

（四）课堂检测:

【例题1】判断图中带电粒子所受洛伦兹力的方向 ：

【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。

【例题3】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．

解：由于物体所受重力的方向竖直向下，所以洛伦兹力的方向一定竖直向上，这样才能使物体做匀速直线运动。物体带正电。

fqvBmgmgBqv(五)板书设计：

一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 ★：安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。

二、洛仑兹力的方向：

左手定则-------伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．

★

若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向 三：洛仑兹力的大小

1、f=qvB（B与V垂直），2、f=0（B与V平行）

3、f=qvBsinθ（θ为v与B的夹角)

(六)教学反思：

本节课内容有点多，所以在处理洛伦兹力大小时，时间有点紧。学生在展示时时间不够，且应该让多让几个学生上来推导，然后再进行评议。下次再讲时内容安排少一点。

第四篇：2.3 洛伦兹力教案

3.3

洛仑兹力和显像管

教学目标

1、知识与技能

（1）了解磁铁使阴极射线管中电子流偏转的原理，以及洛伦兹力的应用。（2）学习和理解洛伦兹力的表达式和方向的判断方法。（3）学会利用洛伦兹力原理解决相关问题。

2、过程与方法

（1）仔细观察磁体对电子流作用的实验现象，并认真参与到洛伦兹力表达式推导的过程。（2）通过这节的观察、分析、推理和总结，培养学生发现问题、解决问题的思维方法和能力

3、情感态度与价值观

（1）播放极光和电视直播图片，增进学生对自然科学的探究兴趣，及对生活和科学的热爱。

（2）通过本节的观察和探究，培养学生认真、严谨、求实的科学态度。

（3）本节把自然、生活、实验同基本的科学原理紧密结合在一起，培养学生将现象与理论结合得到真理的辨证哲学观。

一、教学方法

演示法、讲授法、探究法

二、教具与媒体

永磁体、高压电源、阴极射线管、多媒体及课件

三、教学过程

（一）创设情境，导入新课

1、播放两张极光图片。注释：南北极出现绚丽多彩的极光。提问：想知道极光是怎样形成的吗？

2、播放一张电视直播图片。注释：电视给人们的生活带来变化和舒适。提问：想知道电视是怎样显现图像的吗？

导语：美妙的大自然和舒适的现代生活背后，蕴藏着朴素的科学原理。这节课我们就来学习磁场对运动电荷的作用。

（二）进入新课，科学探究

1、实验

在第一节我们知道磁场对电流产生安培力，而电流是自由电荷定向运动形成的。那么，磁场会不会对运动电荷产生作用呢？

给阴极射线管两端接上高压电源，电子从阴极射向阳极，形成电子流。电子流侧射在荧光板上使其发光，显示出电子流的轨迹。

未加磁场时，电子流的轨迹是一条直线。

图1 阴极射线管

① 把一条形磁铁N极靠近电子流，电子流向下 偏移；用S极，电子流又向上偏移。

结论：运动电荷在磁场中受到作用力，力的方向跟磁场方向有关。

2、洛伦兹力

（1）含义：运动电荷在磁场中受到的力

（2）大小：①洛伦兹力与安培力：当大量电荷定向运动时，每个运动电荷受到的洛伦兹力叠加起来，在宏观上表现为安培力。②公式的推导：

通电导线与磁场垂直时，导线受到的安培力为

F安IlB

那么导线中运动电荷洛伦兹力又为多少呢？

如图2所示，设有一通电导体垂直置于磁场中，图2安培力与洛伦兹力 导体中单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷的速率为v，在时间t内，横截面S上的电荷通过的位移为lvt，通过的体积VSlSvt，则体积V内的电荷数目为：

NnVnSvt 总电荷量为

QNqqnSvt

电荷定向运动产生的电流为

IQnqvS t这就是电流的微观表达式。安培力的公式又可写为

F安IlB(nqvS)(vt)B

又F安为N个F洛叠加起来的合力，有

F安NF洛

所以

F洛F安N(qnvS)(vt)BqvB

nSvt这就是v与B垂直时，运动电荷的洛伦兹力公式。② 特殊式：vB,F洛qvB

③ 一般式：v与B夹角为时（如图4），将B分解为平行于v分量B∥= Bcos，B∥不产生洛伦兹力；垂直于v

n，B产生的洛伦兹力 的分量BBsiF洛qvBsin

图3

v与B夹角为 qvB 2 这就是v与B夹角为时，洛伦兹力的一般表达式。

（3）方向：洛伦兹力的方向用左手定则判断：让磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动方向，拇指指向洛伦兹力方向。负电荷的受力方向与正电荷相反。如图4所示 讨论：①F洛跟B、v垂直

②F洛只改变v方向而不改变大小 ③F洛永不做功，PF洛vcos90=0

图4判断洛伦兹力方向 课堂练习：

1.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的 匀强磁场中,则（）

A.磁场对电子的作用力始终不变.B.磁场对电子的作用力始终不做功

C.洛伦兹力的功率为 PF2洛vqvB

D.电子的动能始终不变

2、课本123页例题

3、洛伦兹力的应用

（1）解释极光现象：利用运动电荷在磁场中受力可解释极光现象。来自太阳的高速带电粒子到达南北极上空，在地磁场中粒子受洛伦兹力而偏转，再与空气分子碰撞而使空气发出耀眼夺目的极光。

（2）制成电视显像管：显像管中阴极发出的电子在磁场中偏转，偏转后的电子打在荧光屏上各个区域，使荧光屏发光，显现出各类图像。

第五篇：公开课洛伦兹力教案

5.5探究洛伦兹力

第一课时

知识与技能目标

1、通过实验探究，认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向；

2、理解洛伦兹力的推导过程，会计算洛伦兹力的大小。

过程与方法

观察实验现象，思考总结洛伦兹力的左手定则；理论推导→洛伦兹力的大小 情感态度价值观

让学生亲身感受物理科学探究活动，理论推导学习物理。教学过程

让学生观察多媒体中有趣的极光现象（磁场对电粒子作用形成）地球：大磁体

太空存在一些高速带电粒子 复习：

学习安培力：磁场对电流的作用

电流：定向移动的电荷形成 思考：“磁场对电流的安培力”与“磁场对自其中运动电荷的作用力”之间的关系？ 引出洛伦兹力f洛（N）

洛伦兹力

f洛方向大小

本节课从“方向”和“大小”两个方面认识洛伦兹力。

一、洛伦兹力的方向

观察实验，回答课本P116117三个问题。

（1）、无磁场时：径迹为直线

（2）、加磁场时：电子束偏转

（3）、调换磁场方向：电子束偏转方向改变 学生思考：由以上能得到什么结论？ 安培力：FI,FB左手定则

洛伦兹力f洛：f洛，f洛B（能否用左手定则判断？）学生根据安培力的左手定则总结洛伦兹力的左手定则。

洛伦兹力的方向符合左手定则：

——伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线穿过手心（保证磁感线与大拇指垂直），四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．

对于负电荷呢？ 练习：刚才实验（电子束所受到洛伦兹力的方向）

二、洛伦兹力的大小（V⊥B）

学生讨论完成理论推导

设：导线内单位体积内的电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷定向运动的速度为v，阴影部分导线内电荷数为N 导线中的电流：Inqsv

所受到的安培力：FBILBnqsvL 运动电荷的总数：NnsL

F单个运动电荷所受到的作用力：fNqvB

洛伦兹力的大小：讨论：当vB时，当v//B时，f洛qvB

f洛qvB

f洛0

当v与B的夹角θ时，f洛qvBsin

回头来想想：f洛qvB与FBIL的关系

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

随堂练习：导学案第2题

审题分析：从题目读出题眼：带电粒子沿直线运动

从图知：在此空间存在着电场和磁场→即存在电场力和洛伦兹力 由以上可知：要求洛伦兹力和电场力处于二力平衡 所以列方程：qEqvB

vEB

（只与电场强度和磁感应强度有关）解得作业：课本P1201、2