《磁场对运动电荷的作用力》示范教案.docx

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1、本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy 高中物理教学教案课 题3.5 磁场对运动电荷的作用力授课一学问与技能教1、知道什么是洛伦兹力。2、利用左手定则会推断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。学3、把握洛伦兹力大小的推理过程。4、把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。目5、了解电视机显像管的工作原理。二过程与方法标通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培育学生的分析推理力量。三情感、态度与价值观让学生认真体会科学争论最根本的思维方法：“推理假设试验验证”教 教学重点学1、利用左手定则会推断洛伦兹力的方向。重点2、把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

2、。、 教学难点难1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。点2、洛伦兹力方向的推断。教学方试验观看法、表达法、分析推理法法教学电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片手段21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy 教学活动一引入课复习提问前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：（1） 如图，判定安培力的方向假设上图中：B=4.010-2T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：导线所受的安培力大小？（2） 电流是如何形成的？电荷的定向移动形成电流。磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的

3、，大家会想到什么？ 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。演示试验用阴极射线管争论磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1说明电子射线管的原理：从阴极放射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束， 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。试验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管， 觉察电子束运动轨迹发生了弯曲。分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。二进展课1、洛伦兹力的方向和大小运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。学 生 活 动学生：观看试验

4、现象21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy 方向左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么， 大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。假设运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。课堂训练1、试推断以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。甲乙丙丁下面我们来争论 B、v、F 三者方向间的相互关系。如下图。结论：F 总垂

5、直于 B 与 v 所在的平面。B 与 v 可以垂直，可以不垂直。洛伦兹力的大小安假设有一段长度为 L 的通电导线，横截面积为S，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。这段导体所受的安培力为F=BIL电流强度 I 的微观表达式为I=nqSv这段导体中含有自由电荷数为N=nLS。安培力可以看作是作用在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，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为FF=安洛nLS= BIL = nqvSLB = qvB nLSnLS当运动电荷的速度 v 方向与

6、磁感应强度 B 的方向不垂直时，设夹角为 ，则电荷21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy F= qvB sinq所受的洛伦兹力大小为洛上式中各量的单位：F为牛N，q 为库伦C，v 为米/秒m/s，B 为特斯拉T洛思考与争论：同学们争论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？ 教师引导学生分析得：洛伦兹力的方向垂直于 v 和 B 组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此洛伦兹力只转变速度的方向，不转变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。课堂训练2、电子的速率 v=3106 m/s

7、，垂直射入 B=0.10 T 的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？3、来自宇宙的质子流，以与地球外表垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球四周的空间时，将 A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面对东偏转C相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转2、电视显像管的工作原理学生阅读教材相关内容，思考并答复以下问题在图 3.54 中，如下图：（1） 要是电子打在 A 点，偏转磁场应当沿什么方向？垂直纸面对外（2） 要是电子打在 B 点，偏转磁场应当沿什么方向？垂直纸面对里（3） 要是电子打从 A 点向 B 点渐渐移动，偏转磁场应当怎样变化？ 先垂直纸面对外并渐渐减小，然后垂直纸

8、面对里并渐渐增大。学生阅读教材，进一步了解显像管的工作过程。21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy 课堂训练1、关于带电粒子所受洛伦兹力 F 和磁感应强度 B 及粒子速度 v 三者之间的关系，以下说法中正确的选项是AF、B、v 三者必定均保持垂直BF 必定垂直于 B、v，但 B 不肯定垂直于 vCB 必定垂直于 F、v，但 F 不肯定垂直于 vDv 必定垂直于 F、B，但 F 不肯定垂直于 B2、如下图的是磁感应强度 B、正电荷速度 v 和磁场对电荷的作用力 F 三者方向的相互关系图其中B 垂直

9、于 F 与 v 打算的平面，B、F、v 两两垂直。其中正确的选项是3、如下图，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。则B+ vEA假设电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B假设电子从右向左飞入，电子将向上偏转C假设电子从右向左飞入，电子将向下偏转D假设电子从左向右飞入，电子也沿直线运动4、一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入假设不计重力影响， 粒子将在管中A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动D做匀速直线运动21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网本资料来自于资源最齐全的世纪教育网 21cnjy 21 世纪教育网 - 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权全部21 世纪教育网