2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章安培力與洛倫茲力3帶電粒子在勻強磁場中的運動說課稿新人教版選擇性必修第二冊課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是帶電粒子在勻強磁場中的運動。這部分內(nèi)容位于新人教版選擇性必修第二冊高中物理教材的第1章“安培力與洛倫茲力”的第三節(jié)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在學(xué)習本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習了電磁學(xué)的基本概念，如電荷、電流等，以及運動學(xué)的基本知識，如速度、加速度等。這些知識為本節(jié)課的學(xué)習奠定了基礎(chǔ)。同時，本節(jié)課將引入洛倫茲力公式，為學(xué)生進一步學(xué)習電磁學(xué)中的相關(guān)內(nèi)容做鋪墊。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)思維：通過分析帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律，提高學(xué)生運用物理模型和數(shù)學(xué)工具解決實際問題的能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過實驗和觀察，探究帶電粒子在磁場中的運動特性，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和實驗操作技能。

3.科學(xué)態(tài)度與責任：使學(xué)生認識到電磁學(xué)在科技發(fā)展中的重要地位，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，樹立科學(xué)態(tài)度和責任感。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-明確帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡和運動方程，即洛倫茲力公式及其應(yīng)用。

-理解粒子在磁場中的運動規(guī)律，包括速度方向和粒子軌跡的關(guān)系。

-掌握粒子在磁場中做圓周運動的半徑和周期的計算方法。

2.教學(xué)難點：

-理解洛倫茲力方向的確定方法，即左手定則的應(yīng)用，這是學(xué)生理解粒子運動軌跡的關(guān)鍵。

-粒子在磁場中做勻速圓周運動時，洛倫茲力提供向心力，學(xué)生需要理解向心力的來源和作用。

-復(fù)雜情況下，粒子在磁場中的運動軌跡可能不是簡單的圓周，而是螺旋或其他復(fù)雜軌跡，學(xué)生需要學(xué)會分析這些情況。

-將洛倫茲力公式應(yīng)用于實際問題，如計算粒子在磁場中的運動時間或路徑長度，需要學(xué)生具備較強的數(shù)學(xué)運算能力和物理模型構(gòu)建能力。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：示波器、電流表、電壓表、磁場發(fā)生器、粒子源、電子軌跡板、計算機

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部物理教學(xué)平臺，用于在線作業(yè)和討論

-信息化資源：帶電粒子在磁場中運動的動畫軟件、洛倫茲力計算器的教學(xué)軟件

-教學(xué)手段：實物演示、實驗操作、多媒體教學(xué)、板書講解五、教學(xué)過程設(shè)計（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于粒子加速器和粒子探測器的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考粒子在磁場中的運動特點。

2.提出問題：在磁場中運動的帶電粒子，其運動軌跡是怎樣的？如何描述其在磁場中的運動規(guī)律？

3.引導(dǎo)學(xué)生回顧洛倫茲力的基本概念，為后續(xù)學(xué)習做鋪墊。

（二）講授新課（20分鐘）

1.洛倫茲力公式的推導(dǎo)：從電荷在磁場中受到的力出發(fā)，推導(dǎo)出洛倫茲力公式。

2.粒子在磁場中的運動軌跡：通過洛倫茲力公式，分析粒子在磁場中的運動軌跡，引導(dǎo)學(xué)生理解速度方向和粒子軌跡的關(guān)系。

3.粒子在磁場中的運動規(guī)律：講解粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期的計算方法，結(jié)合實例進行講解。

4.復(fù)雜情況下的運動軌跡：分析粒子在磁場中的復(fù)雜運動軌跡，如螺旋運動等，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析這類問題。

（三）鞏固練習（10分鐘）

1.基本練習：讓學(xué)生根據(jù)洛倫茲力公式，計算粒子在磁場中的運動軌跡和半徑。

2.應(yīng)用練習：結(jié)合實際物理現(xiàn)象，如粒子加速器中的粒子運動，讓學(xué)生分析粒子在磁場中的運動規(guī)律。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.提問1：在磁場中運動的帶電粒子，其速度方向和磁場方向有何關(guān)系？

2.提問2：如何判斷粒子在磁場中的運動軌跡？

3.提問3：在復(fù)雜情況下，如何分析粒子在磁場中的運動規(guī)律？

（五）師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

2.學(xué)生分組討論，教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生在討論過程中遇到的問題。

3.學(xué)生展示討論成果，教師點評并總結(jié)。

（六）核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考帶電粒子在磁場中的運動在實際應(yīng)用中的意義，如粒子加速器、粒子探測等。

2.鼓勵學(xué)生嘗試運用所學(xué)知識解決實際問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（七）總結(jié)與反思（5分鐘）

1.教師對本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)重點和難點。

2.學(xué)生反思自己在學(xué)習過程中的收獲和不足，提出改進措施。

總用時：45分鐘六、知識點梳理1.洛倫茲力公式：\[\vec{F}=q(\vec{v}\times\vec{B})\]

-其中，\(\vec{F}\)是洛倫茲力，\(q\)是帶電粒子的電荷量，\(\vec{v}\)是粒子的速度，\(\vec{B}\)是磁感應(yīng)強度，\(\times\)表示向量積。

2.洛倫茲力方向：

-使用左手定則確定洛倫茲力的方向，即讓左手的拇指指向粒子的速度方向，食指指向磁場方向，中指所指的方向即為洛倫茲力的方向。

3.粒子在磁場中的運動軌跡：

-當粒子的速度方向與磁場方向垂直時，粒子在磁場中做勻速圓周運動。

-圓周運動的半徑\(r\)由以下公式給出：\[r=\frac{mv}{qB}\]

-其中，\(m\)是粒子的質(zhì)量，\(v\)是粒子的速度，\(q\)是粒子的電荷量，\(B\)是磁感應(yīng)強度。

4.粒子在磁場中的運動周期：

-圓周運動的周期\(T\)由以下公式給出：\[T=\frac{2\pim}{qB}\]

-其中，\(m\)是粒子的質(zhì)量，\(q\)是粒子的電荷量，\(B\)是磁感應(yīng)強度。

5.粒子在磁場中的運動方程：

-粒子在磁場中的運動軌跡可以用以下參數(shù)方程描述：

-\(x=r\cos(\omegat+\alpha)\)

-\(y=r\sin(\omegat+\alpha)\)

-其中，\(\omega\)是角速度，\(\alpha\)是初相位。

6.復(fù)雜運動軌跡：

-當粒子的速度方向與磁場方向不垂直時，粒子可能做螺旋運動或其他復(fù)雜軌跡。

-分析這類運動軌跡時，需要考慮粒子的速度分量在磁場方向和垂直磁場方向上的分解。

7.磁場對帶電粒子的作用：

-磁場對帶電粒子的作用是垂直于粒子的速度方向和磁場方向的。

-磁場不會改變帶電粒子的速度大小，只會改變其運動方向。

8.實際應(yīng)用：

-粒子在磁場中的運動規(guī)律在粒子加速器、粒子探測、磁懸浮等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。七、板書設(shè)計①洛倫茲力公式

-\(\vec{F}=q(\vec{v}\times\vec{B})\)

-電荷量：\(q\)

-速度：\(\vec{v}\)

-磁感應(yīng)強度：\(\vec{B}\)

-向量積：\(\times\)

②左手定則

-拇指指向速度方向

-食指指向磁場方向

-中指指向洛倫茲力方向

③粒子在磁場中的運動

-勻速圓周運動

-半徑：\(r=\frac{mv}{qB}\)

-周期：\(T=\frac{2\pim}{qB}\)

-角速度：\(\omega=\frac{2\pi}{T}\)

④運動方程

-\(x=r\cos(\omegat+\alpha)\)

-\(y=r\sin(\omegat+\alpha)\)

⑤復(fù)雜運動軌跡

-螺旋運動

-分解速度分量

⑥磁場作用

-垂直于速度方向和磁場方向

-不改變速度大小，只改變運動方向

⑦實際應(yīng)用

-粒子加速器

-粒子探測

-磁懸浮八、教學(xué)反思與總結(jié)今天的課結(jié)束了，我想和大家分享一下我的教學(xué)反思和總結(jié)。

首先，我覺得今天的課堂氣氛還不錯，學(xué)生們參與度比較高。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我通過視頻和提問的方式，成功激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣，讓他們對帶電粒子在勻強磁場中的運動產(chǎn)生了好奇心。

在講授新課的過程中，我盡量圍繞教學(xué)重點，比如洛倫茲力公式和左手定則，進行了詳細的講解。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于洛倫茲力的方向理解得比較吃力，所以我在講解時特別強調(diào)了左手定則的應(yīng)用，并通過實物演示幫助學(xué)生更好地理解。

在鞏固練習環(huán)節(jié)，我設(shè)計了不同難度的題目，讓不同層次的學(xué)生都有所收獲。我看到有些學(xué)生能夠獨立完成題目，這說明他們對今天所學(xué)的內(nèi)容掌握得比較好。但是，也有一些學(xué)生在計算半徑和周期時出現(xiàn)了錯誤，這可能是因為他們對公式的應(yīng)用不夠熟練。

在課堂提問環(huán)節(jié)，我嘗試引導(dǎo)學(xué)生深入思考，比如粒子在磁場中的運動軌跡為什么會是圓周？這樣的問題能夠激發(fā)學(xué)生的探究精神，讓他們主動去尋找答案。

在教學(xué)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，有些學(xué)生在解決復(fù)雜運動軌跡問題時，仍然存在困惑。這說明我在講解這類問題時，可能沒有做到深入淺出，需要改進教學(xué)方法。

1.在講解復(fù)雜運動軌跡時，可以結(jié)合實際案例，讓學(xué)生更直觀地理解。

2.加