5.5 探究洛伦兹力

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1、§5.5探究洛伦兹力陕西省靖边中学张永好★三维目标1、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)知道洛伦兹力大小的推理过程。(3)理解洛伦兹力对电荷不做功。(4)掌握带电粒子垂直进入磁场的运动情形及相关公式。(5)知道v和B不垂直时电粒子进入磁场的运动情形及相关公式。2、过程与方法(1)通过实验现象观察，掌握洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。(2)通过合理猜想与逻辑推理，明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)。(3)通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的公式f=qvB。3、情感态度与价值观引导学生进一步学会观察

2、、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：“推理—假设—实验验证”。★教学重点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、参与洛仑兹力的公式推导过程，并进一步理解洛仑兹力。3、撑握带电粒子在磁场中的运动情形。★教学难点1、洛伦兹力公式的推导。2、v和B不垂直时，带电粒子在磁场中的运动情形。★教学方法教师启发、引导，学生自主思考、讨论、交流学习成果。★教学工具阴极射线管、高压电源、马蹄形磁铁、导线若干、插线板、多媒体、洛伦兹力演示仪★教学课时1课时★教学过程【引入新课】[多媒体展

3、示]——极光图片，在地球的南极和北极地区常常出现极光，科学研究告诉我们，第8页共8页极光产生与地磁场对来自太空的高速带电粒子的作用有关。早在1892年，荷兰物理学家洛伦兹就研究了磁场对运动电荷的作用力。为了纪念洛伦兹对物理学的贡献，物理学中将这种力称为洛伦兹力。让我们来认识一下洛伦兹。洛伦兹(HendrikAntoonLorentz)，荷兰物理学家、数学家。1853年7月18日生于荷兰的阿纳姆，1928年2月4日逝世于荷兰的哈勒姆。（为了悼念这位科学的巨人，举行葬礼的那天，荷兰全国的广播、电报、电话中止三分钟。荷兰王室和政府的代表以及来自世

4、界各地科学界的著名人物参加了葬礼。爱因斯坦在洛伦兹墓前致悼词说：洛伦兹的成就“对我们产生了最伟大的影响”，他是“我们时代最伟大、最高尚的人”。）这节课让我们共同探究洛伦兹力。【新课讲解】我们知道“力”是矢量，既有大小，也有方向。那就让我们先确定洛伦兹力的方向吧！一、洛伦兹力的方向阴极射线管的原理：从阴极发射出来电子，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。1．介绍阴极射线管的结构及工作原理（多媒体展示）2．介绍其它实验器材及实验演示（若实验效果不理想，则用多媒体播放视频资

5、料）[观察与思考]（1）在没有外加磁场时，电子束的运动径迹是怎样的？（电子束的运动径迹是一条直线）（2）将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运动径迹有没有变化？怎样变化？（电子束的运动径迹由直线变为曲线，靠近磁铁的电子束发生偏转）（3）改变磁场方向，电子束的运动径迹又将怎样变化？（电子束的偏转方向相反）[多媒体展示]上述三种实验现象的图片3．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。［思考］那么负电荷在磁场中的洛伦兹力的方向怎样确

6、定？第8页共8页[观察]课件中的图片：阴极射线管中的电子束（负电荷）在磁场中发生偏转[结论]若是负电荷时，则四指指向负电荷运动的反方向。[类比记忆]安培力和洛伦兹力安培力洛伦兹力【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向：【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。（过渡）现在我们已经学会判定洛伦兹力的方向了，接下来让我们共同探究怎样确定洛伦兹力的大小。二、洛伦兹力的大小1．洛伦兹力与安培力的关系第8页共8页I接电源正极接电源负极F安--------------B［结论］（1）安培力是洛伦兹力的宏观表现。（2）洛伦兹力是安培力的微观本质

7、。2．洛伦兹力的公式推导SBL=vt设:阴影部分导线内电荷数为N，导线内单位体积内的电荷数为n，［思考与联想］安培力，电流，长度，电荷数，洛伦兹力与安培力的关系［试一试］学生推导洛伦兹力的公式（让一个学生在黑板上推导）［总结］公式（仅适用于的情况）洛伦兹通过实验得到结论：（1）当v⊥B时，f洛最大=qvB（2）当v∥B时，f洛最小=0［思考］那么，当v与B之间有一定夹角为θ时，洛伦兹力的大小怎样计算？［试一试］引导学生将速度v分解为垂直于磁感应强度B方向的分速度和平行于磁感应强度B方向的分速度。第8页共8页BqBBv［讲解］画出示意图（3）

8、当v与B之间有一定夹角为θ时，f洛=qvBsinθ［多媒体展示］洛伦兹力与带电粒子运动方向、磁感应强度方向的关系++甲v与B垂直乙v与B不垂直3．进一步理解洛伦兹力（1）f洛垂直