磁场对运动电荷的作用1

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1、磁场对运动电荷的作用一、学情分析学生已完成了电流及安培力的学习，在思维方法方面，已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推算能力。但是日常生活中我们无法用肉眼观察到运动电荷，学生对电荷在磁场中的运动缺乏感性认知。由于学生习惯于形象思维，缺少理论研究的经历，所以对本节课的学习造成一定的困难。二、教学目标1、知识与技能(1)知道什么是洛伦兹力，能用左手定则判断洛伦兹力的方向(2)能推导洛伦兹力大小的公式(3)理解洛伦兹力对电荷不做功(4)了解显像管的工作原理2、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

2、定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式，最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。3、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。感受物理的自然美，体会物理与生活、社会的密切联系，产生学习的热情和愿望。三、重点与难点重点：1.通过实验，体会磁场对运动电荷的作用2.能用左手定则判断洛伦兹力的方向3.理解、参与洛伦兹力的公式推导过程，并能用洛仑兹力公式进行计算难点：1.磁场、电荷运动、洛伦兹力三者方向的空间三维关系2.洛伦兹力公式的推导四、教具：电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体五、教学课时：1课时六、教学过程

3、【引入新课】（1）多媒体展示极光现象。提出疑问：极光为什么一般只在两极地区发生呢？（2）同学们对电视都非常熟悉，不过大家有没有想过这样一个问题：屏幕上各种绚丽多彩的画面是怎样形成的？（多媒体展示电视显像管的图片）其实电视机的核心部分---显像管内部有一个电子枪可以发射出高速运动的电子流，电子束打在荧光屏上后会形成一个发光点，若干个发光点就可以组成图像。那么我们是如何控制电子射向荧光屏的不同位置的？［过渡语］其实解决上面两个问题的钥匙就是我们今天要学习的---磁场对运动电荷的作用。［思考与联想］前面我们学习了磁场对电流的作用力—安培力.磁场对电流有力的作用，电流是由电

4、荷的定向移动形成的，我们自然会猜想：这个力有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。【新课讲解】［演示实验］观察磁场是否对运动电荷有作用。［教师］说明电子射线管的原理：从阴极发射出来的电子，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，可以显示出电子束的运动轨迹。［实验结果］在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将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，当改变磁场方向时，电子束的偏转方向也随之改变。［分析实验结果并得出结论］磁场对运动电荷有力的作用，这个作用力叫做洛伦兹力（1）洛伦兹力：运动电

5、荷在磁场中受到的作用力.［动画模拟］安培力与洛伦兹力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。［动画模拟］磁场对静止电荷是否有作用。［动画播放］电荷运动方向与磁场方向平行。提出问题：该电荷是否受洛伦兹力？［学生归纳］洛伦兹力的产生条件：运动电荷且速度方向与磁场方向不平行。［过渡语］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定呢？（2）洛伦兹力方向的判断——左手定则［问题］①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）②安培力的方向和洛伦兹力方向的关系.（安培力的方向和洛伦兹力方向相同）③

6、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）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，若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；若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.④磁场、电荷运动、洛伦兹力三者方向的空间关系（多媒体展示）［投影出示练习题］----“问题与练习”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。（点四位同学回答）（3）洛伦兹力的大小通过下面的命题引导学生一一回答。设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，

7、导线单位体积内的自由电荷数为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的匀强磁场中.［问题］这段导体所受的安培力为多大？［学生］F=BIL［问题］这段导线中电流I的微观表达式？(跟学生一起复习回顾推导的过程)［学生］I的微观表达式为I=nqSv［问题］这段导体中含有多少个自由电荷数？［学生］这段导体中含有的自由电荷数为nLS.［问题］每个自由电荷所受的洛伦兹力多大？［学生］安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力，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各量的单位：f为牛（