运动电荷在磁场中受到的力.doc

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1、+运动电荷在磁场中受到的力【目标展示】一、知识与技能1.知道什么是洛伦兹力；利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.理解洛伦兹力大小的推理过程.3.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.及方向判断.4.理解洛伦兹力对电荷不做功. 5.了解电视显像管的工作原理二、过程与方法通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断，进而学会洛伦兹力公式的推理过程三、情感态度与价值观引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法.让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“实验猜想假设推理推论”.【重点难点】1.利用

2、左手定则会判断洛伦兹力的方向.2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.【教学建议】这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点.本节教材的重点是洛仑兹力的大小 、方向和产生条件，其中公式qvBsin的推导和应用是个难点，由于洛仑兹力是属于微观的力学范畴，抽象是个突出的特点.因此充分借助实验和已有的知识来搭桥铺路是十分重要的一环.在解决重点知识上采用实验、诱导、点拔、思考、讲解、自推等方法充分调动学生思维积极性，使知识掌握在学生深刻理解的基础上，从而提高教学效果。对于难点的处理采取由事实出发进行实验猜想推理推论.【教学过程】环节一【复习导入】复习引入前面我

3、们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：1.如图判定安培力的方向（让学生上黑板做）若已知上图中：B=4.010-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A.求：导线所受的安培力大小？解：F=BIL=410-2 T1 A0.1 m=410-3 N答：导线受的安培力大小为410-3 N.2.什么是电流？电流的微观表达是什么？答案：电荷的定向移动形成电流.教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现.【设计意图】通过复习安培力的计算和方向判断，以及电流的相关概念，为洛伦兹力的学习做好铺垫.环节二【新

4、知探究】一、实验验证洛伦兹力存在演示实验观察磁场阴极射线在磁场中的偏转教师：说明电子射线管的原理：说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向.实验结果：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲.学生用左手定则判断电子束弯曲方向.学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用. 板书：1.洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力.2.通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现.跟踪训练：【设计意图】可以根据磁

5、场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力，引导学生提出猜想：磁场对电流作用力的实质是磁场对运动电荷的作用力.二、洛伦兹力的方向教师：运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢？ 判定安培力方向.（上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上，乙图安培力方向为垂直电流方向向下）.电流方向和电荷运动方向的关系.（电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反）.F安的方向和洛伦兹力方向的关系.（安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以安培力的方向和洛伦兹力的方向相同.）.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.（学生分析总结） 总结：洛伦兹力方向的判断，和安培力的方向判断一样，用左

6、手定则.伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向.例题1：试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.【思路点拨】先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定.跟踪训练：一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是（ ）A由北向南飞行的正离子束B由南向北飞行的正离子束C由北向南飞行的负离子束D由南向北飞行的负离子束 【设计意图】通过理解安培力与洛伦兹力之间的关系，使学生明确，用左手定则判断运

7、动电荷所受的洛伦兹力方向时，实际上就是判断运动电荷形成的电流的安培力的方向，从而防止判断负电荷受到的洛伦兹力出错. 三、洛伦兹力的大小建立模型：设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中.教师：这段导线中电流I的微观表达式是多少？ 学生：I的微观表达式为I=nqSv教师：这段导体所受的安培力为多大？学生：F安=BIL教师：这段导体中含有多少自由电荷数？学生：这段导体中含有的电荷数为nLS.教师：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？学生：安培力可以看作是作用在

8、每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB洛伦兹力的计算公式（1）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（vB） F = qvB （2）当粒子运动方向与磁感应强度方向成时 F = qvBsinqvB说明:由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，所以它对运动的带电粒子总是不做功的.【设计意图】通过“思考与讨论”，来推导公式F=qvBsin时，应先建立物理模型，再循序渐进有条理地推导，这一个过程也可放手让学生完成，体现学习的自主性.环节三【随堂训练】1. 以下说法正确的是()

9、A电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力B运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C洛伦兹力对运动电荷一定不做功D洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小2. 来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（）A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面向东偏转C相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转3. 如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）【设计意图】通过训练，强化洛伦兹力的大小计算、方向判断.环节四【知识小结】1.安培力是洛仑兹力的宏观表现2.洛仑兹力的方向：左手定则3.洛伦兹力的大小：4.洛伦兹力不做功环节五【课下作业】1. 阅读“电视显像管的工作原理”一段，了解电视显像管是利用带电粒子在磁场中受到洛伦兹力发生偏转的.2.完成教材98页“问题与练习”1、2、3、4题.第3、4题为书面作业.【教学反思】本节课要通过实验，理解洛伦兹力的概念，然后通过洛伦兹力和安培力的关系，引导学生将宏观和微观建立联系，同时学会用微观模型分析问题.推导洛伦兹力的表达式，体验科学探究的过程。