《第3节洛伦兹力和显像管》优质课教案下载

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本节课是在学生学习了磁场对导线的作用力——安培力，这个力可以通过实验宏观地展示出来，学生可以看见它的存在，研究它的规律；学生也学习了运动电荷在磁场中受到的力——洛伦兹力，而洛伦兹力却是微观的，学生对于它的认识和理解是抽象的，有难度的，基于它的微观抽象特点，学生对霍尔效应的理解也增加了难度，对它的应用的理解也有困难，所以在教学中要利用教学手段突破这个难点。

虚拟现实也就是Virtual Reality，简称VR，在本课中首次尝试在物理课堂教学中以VR技术作为辅助，通过VR技术模拟逼真的物理场景来帮助学生理解和分析物理过程，突破物理教学的难点。

（二）教学要求

（1）掌握霍尔效应原理并了解霍尔效应产生的微观实质；

（2）知道霍尔效应应用所依据的物理学规律和思想；

(3)培养学生分析问题和解决问题能力，提高学生把物理知识与生活实际和科学技术相结合的能力。

（三）教学重点、难点

1、教学重点

通过VR技术，让学生能够直接观察霍尔效应产生的微观机制，使学生掌握霍尔效应产生的原因及理论推导，由于用霍尔材料制成的霍尔元件在自动检测、自动控制和信息处理等领域得到越来越广泛的应用，而且从霍尔效应到反常霍尔效应，再到量子霍尔效应，直至量子反常霍尔效应，已经开出科技之花,让学生了解霍尔效应的应用如此之重大，它是我们高中物理知识与实际应用技术转化的一个典范，是让学生体会学以致用教育理念的很好素材，所以我们要让学生深刻体会和理解并能掌握霍尔效应原理。

2、教学难点

霍尔效应产生的微观机制的理解及在实际生活中的应用。

（四）教学资源

演示实验器材：霍尔元件、特斯垃计、VR演示仪、VR头盔、投影仪、多媒体课件。

二、教学过程

（一）创设情境引入：大家看到桌子上有一个小小的电子元件，别看它小，它的用途非常广泛，这是一个放大的霍尔元件，它是利用霍尔效应原理工作的，这就是我们这节专题课所要研究的霍尔效应原理以及它的应用。

设计意图：学生看到霍尔传感器元件实物，感受物理理论与实用技术完美结合的冲击，激发学生的好奇心并引起学生学习兴趣。

教师：请同学们戴上VR眼镜，仔细观察，你看到了什么？你猜哪些地方用到了霍尔传感器？它是怎样工作的？

学生：进入VR环境，感受三维空间“真实”情景。

教师：轿车点火、速度仪表、里程仪表和ABS防抱死系统等都用到了霍尔传感器，一辆高级轿车中可能会用到20—30个霍尔传感器。引导学生重点观察车轮上的霍尔元件的工作状态，了解产生的霍尔效应通过处理器转换成我们需要的各种数据输出出来，并通过各种仪表显示出来。

设计意图：让学生在VR环境中感受所学习的物理知识可以用到生活实际中，让学生体会学以致用思想，并感受物理学的魅力。

（二）重点知识讲授

1、霍尔效应原理：

教师：霍尔（E.C.Hall)效应在一个通有电流的导体板上，垂直于板面施加一磁场，则平行磁场的两面出现一个电势差，这一现象是1879年美国物理学家霍尔在研究金属的导电机制时发现的，这个现象称为霍尔效应。该电势差称为霍尔电势差 。

金属材料的霍尔电势差很小，随着半导体材料的诞生，霍尔电势差明显增大，越来越多地得到关注和应用。

教师：请同学们戴上VR眼镜，继续从微观的角度看看霍尔效应现象是怎样产生的。(VR展现金属导体的内部微观情景)