运动电荷在磁场中受到的力教学设计说明

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1、高中物理教学设计选修3-1第三章第5节《运动电荷在磁场中受到的力》17号选手2016年10月27日教师格言：因材施教、教学相长第三章磁场3.5磁场对运动电荷的作用力★新课标要求（一）知识与技能1、知道什么是洛伦兹力。2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。3、知道洛伦兹力大小的推理过程。4、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。5、理解洛伦兹力对电荷不做功。6、了解电视机显像管的工作原理。（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。（三）情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：

2、“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，受到洛伦兹力大小的计算。★教学难点1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。2、洛伦兹力方向的判断。★教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法★教学用具：电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片一、引入新课教师：让全体同学1,观看东方卫视的极光视频，2、观看磁场对示波器图像的影响。［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1教师：说明电子射线管的原理：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

3、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。学生：观察实验现象。实验结果：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。二、进行新课1、洛伦兹力的方向教师讲述：通电导线在磁场中所受到的力叫安培力，电荷的定向移动形成电流，运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力，推理和猜想：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问题：安培力的方向用左手定则判定，那么洛伦兹力的方向能不能也用左手定则来判定呢？实验验证：（投影）学生观察结论：洛伦兹力

4、的方向也用左手定则来判定左手定则：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。如果运动的是负电荷，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。回到导学案：［投影片出示练习题］（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。甲乙丙丁学生解答：甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中负电荷所受的洛伦兹力方向向上；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指

5、向纸内；丁中负电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸外2、洛伦兹力的大小教师：现在我们来研究洛伦兹力的大小。思考与讨论：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B的匀强磁场中。①，求导线中自由电荷的总数和总电量？N=SLnQ=qN=qsLn②、导线中的自由电荷以速度为V做定向运动形成电流。求自由电荷从导线一端运动到另一端的时间？通过导线的电流？③、求导线受到的安培力大小？根据F=Nf,求出导线中每个自由电荷受到的洛伦兹力f？结

6、论：洛伦兹力的大小①当v⊥B时,f=qvB②当v∥B(V=0)时，f=0（电荷不受洛仑兹力作用）③当v与B之间有一定夹角θ时，f=qvBsinθ思考与讨论：图为地磁场的分布图，地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道和两极哪里强？地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱思考：你能解释为什么极光只在两极出现了吗？学生用左手定则解释3.洛伦兹力的特点（1）、洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁场和速度所组成的平面。（2）、洛伦兹力对电荷不做功，即不改变速度的大小，只改变速度的方向。4、电视机显

7、像管的工作原理思考与讨论：1）．若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）．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？3）．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？演示自制动画：帮助学生了解电视机显像管工作原理小结：1、洛伦兹力的方向2、洛伦兹力的大小3、洛伦兹力的特点4、电视机显像管的工作原理三、课后练习四、板书设计运动电荷在磁场中受到的力—洛伦兹力1、洛伦兹力的方向：用左手定则判定2、洛伦兹力的大小：①当v⊥B时,f=qvB②当v∥B(V=0)时，f=0（电荷不受洛

8、仑兹力作用）③当v与B之间有一定夹角θ时，f=qvBsinθ3、洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于速度方向，洛伦兹力不做功4、电视机显像管的工作原理五、教学反思投影片出示