《磁场对运动电荷的作用》教案
教学设计理念：
本节课的主线是让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“对比—推理—假设—实验验证”。首先，从观看视频《极光》引入，留下问题，激发学生的学习兴趣；然后，通过猜想、验证、得出结论的研究方法认知洛伦兹力的存在； 再采用类比探究的科学方法明确了洛伦兹力方向的判断法则—左手定则；最后，运用宏观向微观递进的科学思想从理论上解决洛伦兹力大小计算的问题，进一步培养学生的分析推理能力。这些探究过程让学生自己动脑、动手，发挥学生的主体作用。并让学生把所学的知识应用到生活、生产当中，能够简单解释极光、电视的工作原理等；最后留下问题：“极光现象中，来自外太空的带电粒子在洛伦兹力作用下，为何会螺旋状地运动到两极？”，首尾呼应，为下节课的学习做铺垫。 ★新课标要求
（一）知识与技能
1．通过实验掌握左手定则，并能熟练地用左手定则判断洛仑兹力的方向。 2．理解安培力是洛仑兹力的宏观表现。
3．会推导洛仑兹力的公式 f=qvB，并掌握该公式的适用条件。 4．熟练地应用公式f=qvB进行洛仑兹力大小的计算。
5、应用洛伦兹力有关知识解释生产生活中有关的一些问题。
（二）过程与方法
通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观
让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“对比—推理—假设—实验验证” ★教学重点
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
2、掌握垂直进入匀强磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。 ★教学难点
洛仑兹力公式f=qvB的推导 ★教学方法
实验观察法、讲述法、分析推理法 ★教学用具：
阴极射线管、电源、磁铁、投影仪、幻灯片 ★教学过程
一、引入新课：
观看《美丽的极光》影片
提出问题：极光现象如何形成的？它为什么会出现在两极地区？ 引入新课：磁场对运动电荷的作用
二、新课教学过程
（一）、复习安培力，左手定则，引入洛伦兹力 复习安培力，安培力方向的判断方法——左手定则 提问：安培力是如何产生的？
学生讨论、猜想：电荷的定向移动形成电流，磁场可能对运动的电荷会产生力的作用。 实验验证：
介绍：阴极射线管
用一个蹄形磁铁在电子束的路径上加磁场，观察到电子束在磁场中发生偏转。 结论：磁场对运动电荷的确有作用力，这个力叫做洛伦兹力。安培力是洛伦兹力的宏观表现。
（二）、洛仑兹力的方向 提问：作为一种力，洛伦兹力是有方向的，那么，我们怎样来确定它的方向呢？ 学生讨论、猜想：洛伦兹力方向可以类比安培力方向的判断方法——左手定则 其中四个手指应该指向正电荷运动的方向，如果是负电荷，四指要指向负电荷运动的反方向 实验验证：
先让学生利用左手定则理论上判断运动电荷受力方向，再利用阴极射线管，实验验证，改变磁场方向，反复实验。
得出结论：洛仑兹力方向的判断方法——左手定则
（三）、洛仑兹力的大小
问题：我们能否根据已有的知识，从理论上推导洛伦兹力大小该如何计算呢？ 建模：匀强磁场中，放入一根通以恒定电流的直导线，并与磁场垂直
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求 （1）这段导线内总的自由电荷数 （2）通电导线中的电流 （3）通电导线所受的安培力
（4）每个自由电荷所受的洛伦兹力 教师引导，学生分组讨论，推导
选择具有代表性的同学，让他的推导过程写在黑板上，再请这位同学简叙推导过程。 教师总结：（1）这段导线内的自由电荷数NnSL （2）通电导线中的电流IQtnqSv
（3）通电导线所受的安培力F安BILBnqSvLfqvB2 （4）每个自由电荷所受的洛伦兹力
强调公式fqvB的适用条件：
运动电荷速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直。
（四）、生活中的洛伦兹力 1．极光现象
根据本节课所学内容，简单解释极光现象：（3D动画模拟）
来自外太空的带电粒子在射向地球时，受到地磁场对它的作用，即洛伦兹力的作用，使这些带点粒子螺旋状地运动到了两极，然后，与两极的高层大气发生作用，产生各种各样的光线，就是美丽的极光现象。 2.电视机
简单介绍：电视机屏幕上能显示出美丽图象，也是跟运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用有关。
课后任务：同学们要想更深入了解极光现象和电视机的工作原理，可以自己上网查阅资料，下节课请一些同学来讲一讲。
三、小结
1、通过猜想、验证、得出结论的研究方法认知了洛伦兹力的存在
2、采用类比探究的科学方法明确了洛伦兹力方向的判断法则—左手定则
3、运用宏观向微观递进的科学思想从理论上解决了洛伦兹力大小计算的问题
四、课后思考题：
1、公式：fqvB的适用条件是磁场方向与电荷的运动方向垂直，如果磁场方向与电荷的运动方向不垂直，又该如何计算洛伦兹力呢？
2、极光现象中，来自外太空的带电粒子在洛伦兹力作用下，为何会螺旋状地运动到两极？
五、板书设计：
磁场对运动电荷的作用
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
二、洛伦兹力的方向──左手定则
三、洛仑兹力的大小 fqvB
适用条件：
运动电荷速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直。
四、生活中的洛伦兹力
六、作业
1、课本P124
1、
2、
3、4
2、练习册相关习题
七、课后反思
本节课的主要思想，也体现了新课程的理念，学生的收获也不少，但还有一
些不足的地方。在探究洛伦兹力方向的过程，可以先从实验入手，观察阴极射线管中电子在磁场作用下发生偏转，再让学生自己如何判断洛伦兹力的方向，学生可能会提出右手定则，教师再通过引导、总结，最后得出左手定则；还有在探究洛伦兹力大小的过程，所给的例题，解题的味道太浓，可以先从宏观引导在微观，让学生自己提出所必须求的物理量，然后丢给学生自己独立去思考，多留给学生一些互动的时间，选择学生一些有代表性的推导过程（有好的，有不完整的），将其实物投影，最后，教师再引导、总结出结论，这样更能体现探究的精神，真正体现学生的主体地位。
