磁场对运动电荷的作用力学案

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1、磁场对运动电荷的作用力学案【教学目标】1、探求目标定位(1)知道什么是洛伦兹力。(2)会利用左手定则判断洛伦兹力的方向。(3)知道洛伦兹力大小的推理过程。(4)会通过公式计算洛伦兹力的大小：知道当电荷方向与磁场方向平行时，电荷所受的洛伦兹力为零；当电荷方向与磁场方向垂直时，受到洛伦兹力的大小是最大的。2、方法与技能通过洛伦兹力大小的推导过程培养学生探究能力，培养学生的知识迁移能力。3、情感态度让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”。【教学重点】(1)利用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

2、到洛伦兹力大小的计算。【教学难点】洛伦兹力方向的判断。【教学过程】一．引入电视显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？……如果想要解开这些问题，我们就要去探究一种新的力。这个力是什么，在探究之前，我们先来思考这么几个问题：　问题1：电流在磁场中受到什么力？答案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿问题2：电流是怎么形成的？答案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿既然磁场对电流有力的作用，而电流是由大量自由电荷定向移动形成的，那么我们可以做一个怎样的猜想呢?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

3、＿＿＿＿＿＿＿＿实验：观察阴极射线在磁场中的偏转实验现象：不加磁场，电子轨迹怎样?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿加磁场，电子轨迹怎样？为什么会这样？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿这个力称为洛伦兹力．二．新课１．探究洛伦兹力理论依据：洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力安培力是磁场对电流的作用力电流是电荷定向移动形成的问题３：基于上述理论，猜想安培力和洛伦兹力有什么联系呢？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿那么我们就从安培力出发去探究洛伦兹力．２．洛伦兹力的方向

4、确定了思路，我们就先来复习一下安培力的方向：问题４：如何判断安培力的方向？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿左手定则是让四指指向电流方向。问题５：电流方向是怎么规定的？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿那么我们自然而然猜想，洛伦兹力是否也满足左手定则呢？如果满足，那么左手定则就可以变为：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，让磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。问题６：如果是负电荷在磁场中运动，那么洛伦兹

5、力的方向应该如何判断？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验验证以上猜想．那么由左手定则可知，当v⊥B时，F洛⊥B，F洛⊥v，F洛垂直B和v决定的平面。思考：那么当B和v不垂直的时候，洛伦兹力和磁场B、速度v又存在怎样的关系呢？巩固联系１：试判断下列各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.３．洛伦兹力的大小我们依然从安培力的角度入手去推导洛伦兹力：设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为

6、B的匀强磁场中，求（1）电流强度I。（2）通电导线所受的安培力。（3）这段导线内的自由电荷数。（4）每个电荷所受的洛伦兹力。有上述推导我们可知：当v⊥B时，F洛=qvB当v//B时，F洛=0由此可以推导出：当v与B成一夹角θ时，F洛=________巩固练习２：电子以v＝3×106m/s的速率垂直射入B＝0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？3.应用（1）电视显像管的工作原理：主要构造：电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等原理：电视显像管应用了电子束偏转的原理，显像管中的阴极在工作时发射电子，荧光屏上涂有荧光物质，电子束打在荧光屏上会发光，

7、但是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，如右上图所示，在不加磁场的情况下，电子束直接打在O点。而要使整个荧光屏发光，这就要靠磁场来使电子束偏转了．思考：1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？______________________________________________________________________2.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的B点，偏转磁场应该沿什么方向？________________________________________________

8、______________________3.如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样?_