2020年高中教師資格證物理面試教案：洛倫茲力的方向

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　1.知道什么是洛倫茲力，會(huì)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(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體，感受物理世界的奧妙。

　　二、教學(xué)重難點(diǎn)

　　【重點(diǎn)】什么是洛倫茲力。

　　【難點(diǎn)】洛倫茲力的方向。

　　三、教學(xué)過程

　　環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課

　　教師播放極光短片，介紹這些極光一般是出現(xiàn)在地球的南、北極地區(qū)，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(fā)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(dá)地球，其余的粒子則由于受到地球磁場的作用運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變，無法到達(dá)地球。在學(xué)生理解極光的產(chǎn)生原理后，提出問題：帶電粒子在地球磁場的作用下運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槭裁磿?huì)發(fā)生了改變?在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上引出課題《洛倫茲力的方向》。

　　環(huán)節(jié)二：新課講授

　　【模塊1】洛倫茲力

　　提出問題(結(jié)合舊知)：安培力是什么?學(xué)生會(huì)想到安培力是電流在磁場中受到的磁場的作用力。追問：導(dǎo)線中電流的本質(zhì)是什么?運(yùn)動(dòng)的電荷單獨(dú)擋在磁場中，是否也會(huì)受到力的作用?

　　問答：學(xué)生知道電流的本質(zhì)是電荷的定向移動(dòng)形成的，可能會(huì)想到運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中也會(huì)受到力的作用。由此教師講解，荷蘭物理學(xué)家洛倫茲在1895年發(fā)表了磁場對運(yùn)動(dòng)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(guān)?

　　多媒體演示：教師進(jìn)行介紹實(shí)驗(yàn)器材，圖中的玻璃管是一個(gè)抽成真空的陰極射線管，從陰極發(fā)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(fā)出熒光，可以顯示出電子束運(yùn)動(dòng)的徑跡。

　　介紹完相應(yīng)的工作原理后，提出以下問題，學(xué)生觀察并思考：

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

　　(2)當(dāng)磁場方向改變時(shí)，請你觀察，電子束運(yùn)動(dòng)的徑跡彎曲的方向是否改變?(會(huì)改變)

　　根據(jù)上面分析，教師介紹，實(shí)驗(yàn)表明：

　　(1)當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力為零。

　　(2)當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場方向垂直時(shí)，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向判斷洛倫茲力?

　　教師講解：可以用左手定則進(jìn)行判斷，伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向?yàn)檎�電荷運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷在磁場中所受的洛倫茲力，方向跟沿相同方向運(yùn)動(dòng)的正電荷所受的力的方向相反。

　　環(huán)節(jié)三：鞏固提高

　　思考：洛倫茲力對在磁場中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子是否做功?(不做功，因?yàn)樗俣确较蚺c受力方向垂直)

　　環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)

　　學(xué)生自行總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，完成課后1、2題。

　　四、板書設(shè)計(jì)