教学设计题

阅读材料,根据要求完成教学设计。

材料一 《普通高中物理课程标准(实验)》关于“洛伦兹力”的内容标准为:

(1)通过实验, 认识洛伦兹力,知道影响洛伦兹力方向的因素。了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。

(2)观察阴极射线在磁场中的偏转。

材料二 某高中物理教科书“磁场对运动电荷的作用力”一节部分教学内容如下:

问答题

简述左手定则的内容。

【正确答案】

左手定则,主要判断与力有关的定律。将左手平展,让磁感线穿过手心,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,则四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。

【答案解析】
问答题

根据上述材料完成“实验:洛仑兹力的方向”学习内容的教学设计。其中包括:教学目 标、教学重点教学过程及设计意图(不少于 300 字)。

【正确答案】

《实验:洛伦兹力的方向》 
一、教学目标
1.知识与技能:知道洛伦兹力的方向,能够用左手定则判断洛伦兹力的方向。
2.过程与方法:通过观察实验,能够对现象进行准确的描述,提高观察能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对学习物理的热情以及探索自然奥秘的欲望。
二、教学重难点
重点:洛伦兹力的方向。
难点:能够在不同条件中准确判断洛伦兹力的方向。
三、教学准备 实验仪器:阴极射线管
四、教学过程
(一)复习导入:
师:上节课我们学习了利用左手定则判断安培力的方向,谁能说说具体的内容?
生:左手伸直,磁感线穿过手心,大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,则四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。
师:描述的很准确,那么我们想一下,电流形成的原因其实就是自由电子在移动,那么我们来想想,如果是自由电子在磁场当中运动,是不是也会受到力的作用呢?这个力的方向向哪呢 ?
【设计意图】通过问答法与学生复习上节课的知识,能够对本节课的内容起到良好的铺垫作用,从学生熟悉的知识入手,可以建立课程内容之间的必然联系,让学生迅速进入本节课状态。 
(二)新课内容
1.实验猜想 教师介绍实验器材阴极射线管,并简单说明其原理,让学生们明确当接入高压电源时,我们能看到电子束的径迹。 老师引导:想一想,如果在电子束的周围加上向上匀强电场,会产生什么样的情况?
学生猜想:因为,电流从微观来看就是自由移动的电子,所以射出的电子束可能会偏转。
教师追问:向哪个方向偏转呢?进而引导学生观察实验。
2.实验演示 教师实验前进行提问:你看到的磁场方向向哪?电子的偏转方向向哪? 教师用蹄形磁铁在电子束的路径上加上磁场,学生进行观察。 学生通过观察回答:当电子束从右向左运动,磁场方向垂直于纸面向里,电子束向上偏转做圆周运动。
【设计意图】在实验前让学生明确实验目的,能够更好地让学生进行观察,进而会对接下来的分析做好铺垫,让学生轻松把握本节课的知识点。教师追问:那么我现在将电子束的运动方向调转或是将磁场的方向进行调换,那么又会出现什么样的现象呢? 教师多次演示,学生观察并描述实验现象。 根据学生的回答,教师总结:调换电子束发射方向或是调换磁场方向的其中一个,电子束的方向会发生不同方向偏转,那么既然我们知道能够通过电流和磁场的方向判断安培力的方向,并且,电流也是定向移动的电子形成的,能否通过左手定则来判断电子束的偏转方向,也就是电子在磁场中的判断方向呢?
3.交流与分析 教师组织学生进行小组讨论,进而在班级内以小组为单位进行汇报。 此时学生可能由实验现象和讨论总结出:将左手手掌伸展,让磁感线穿过手心,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,则四指指向电子移动的反方向,则大拇指的方向就是电子在磁场中受力的方向。 进而教师继续追问:如果是正电荷在磁场中的运动,又如何判断呢? 学生思考后能够得出,如果是正电荷移动时,四指指向正电荷移动方向。 此时由教师介绍:运动电荷在磁场中所受到的力为洛伦兹力,通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现,并且判断其受力方向时,将左手手掌伸展,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向,则大拇指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力方向。负电荷受力方向与正电荷受力方向相反。
【设计意图】先由学生根据实验现象自主归纳洛伦兹力的方向,虽然此时归纳的并不是十分标准,但是学生在这个过程当中不仅知道了知识的来源,更知道如何通过实验现象抽取出物理的一般规律,能够培养学生的分析、归纳、总结能力,再由教师归纳出洛伦兹力的概念及准确表述,让学生更加深刻理解本节课的重难点。 教师最后根据实验现象继续提出疑问:那么现在同学们已经会判断洛伦兹力的方向了,谁能说说电荷运动方向和受力方向之间有什么关系呢? 学生此时根据左手定则能够知道电荷运动方向时时刻刻与洛伦兹力方向垂直,进而教师根据向心力的相关知识总结,运动电荷在磁场中的圆周运动其实是匀速圆周运动。
【设计意图】本节课内容重难点学生已经能够把握的情况下,简单对电荷在磁场当中的运动状态进行解析,这能够让学生明确实验现象中电荷真正的运动状态,也能解决学生在观察现象时产生的疑问。
(三)小结作业 教师总结:这节课我们学会判断运动电荷在磁场中的运动方向,在判断的过程中大家要注意判断电荷的电性,那么,根据运动电荷在磁场中的受力,当今科技已经研究出了较多成果,例如回旋加速器等等 。
【设计意图】最后的回顾总结,强调本节课的要点,能够让学生正确把握本节内容,介绍科技研究成果,能够进一步激发学生学习的兴趣,加强对科技发展的关注。 作业:课后查阅有关回旋加速器的资料。

【答案解析】