运动电荷在磁场中受到的力教学设计.doc

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1、基本信息学科高中物理年级高二教学形式讲授教师唐钟铃单位中江中学课题名称运动电荷在磁场中受到的力教学设计学情分析本节课是选修3-1模块的一节新授课，学好这部分知识，可以为带电粒子在匀强磁场中的运动问题做好准备，特别为解决带电粒子在电磁场中运动的综合问题做好必要的铺垫。这部分知识在初中和高一都未涉及，但在前面所学通电导线在磁场中所受安培力作用的基础上类比可以得到洛伦兹力的大小和方向，同时利用高一所学的力学方法和理论解决相关的应用问题，从而培养学生的分析能力、思维能力、应用数学知识的能力及应用所学知识解决问题的综合能力。教学目标（一）知

2、识与技能1．经历实验探究洛伦兹力及其方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。2．经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。会计算洛伦兹力的大小。3．知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理。　　（二）过程与方法　　1．通过复习安培力及其方向，电流的形成、方向与电荷运动方向的关系，猜想洛伦兹力方向，再利用实验加以探究验证，使学生对安培力和洛伦兹力有统一认识。　　2．通过复习安培力大小，电流微观表达

3、式，理论推导洛伦兹力大小，让学生意识到安培力是洛伦兹力的宏观表现。　　3．通过思考讨论的方式认识洛伦兹力的作用效果。　　（三）情感态度与价值观　　1．通过实验探究培养学生科学分析的习惯，即“假设──推理──实验验证”。　　2．从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小，使学生建立宏观、微观的概念，感受物理规律的统一美。教学过程1．导入欣赏美丽的极光图片，激发学习兴趣。同学们，我们首先一起来欣赏几幅美丽的图片。这几幅是在地球南北极拍摄的极光图，要知道极光是如何形成的，我们一起来研究今天的内容。通过上一课的学习我们知道B与I不平行时通电导

4、线在磁场中受到安培力的作用提问：电流是如何产生的？　　师：磁场对电流有安培力作用，电流是由电荷的定向移动形成的，容易想到：磁场对“运动电荷”有无力的作用？（让学生短时间思考猜测）　　2．实验探究运动电荷在磁场中是否受到力的作用　　师：介绍实验装置 感应圈 阴极射线管　　演示：不加磁场时，电子不受力，作直线运动，如图；拿一蹄形磁铁靠近玻璃管，运动的电子处在磁场中，观察发生的现象，让蹄形磁铁的磁场反向，再观察电子偏转方向。                                   　　生：电子发生了偏转　　师：这说明了什么？

5、　　生：磁场对运动的电子有力的作用　　师：磁场对运动电荷确实有力的作用。荷兰物理学家洛伦兹首先提出：运动电荷能产生磁场；磁场对运动电荷有力的作用。物理学上把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力．教师引导学生：认识一种新的力应研究它的三要素。我们首先一起来探究洛伦兹力的方向　　3．实验探究洛伦兹力的方向　　实验探究：让蹄形磁铁的磁场反向，观察电子偏转方向，与用左手定则判断的结果一致。总结洛伦兹力方向的判定方法──左手定则回忆安培力方向判断方法──左手定则内容，结论：等效电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反，引导学生总结：

6、洛伦兹力方向也可用左手定则判断。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，拇指指向即为洛伦兹力方向。　　总结归纳：洛伦兹力方向可由左手定则判定。磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，那么拇指的指向就是洛伦兹力的方向。洛伦兹力与安培力的关系：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。　　4．理论探究洛伦兹力的大小　　如图，大量电荷定向移动形成电流，把电流垂直放入磁场中，每一个运动电荷都要受到洛伦兹力，这些洛伦兹力的集体（宏观）表现就是安培力。 　　引导学生回答下列

7、问题：（1）长为L的导线所受的安培力：F安=BIL（2）长为L的导线所含的粒子总数：N=nSL（3）粒子的电荷量q与I的关系：I=nqsv（4）每个粒子所受的力：F洛=F安/N=qvB　　师：当电荷的运动方向与磁场方向平行时，是否受洛伦兹力呢？　　生：不受，因为前节已证明当通电导体和磁场平行时，磁场对导体没有作用力。　　总结：当电荷运动方向与磁场方向平行时，受到的洛仑兹力等于零；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，受到的洛仑兹力F=qvB。　　思考讨论：当电荷运动方向与磁场方向成θ角时，受到的洛伦兹力多大？（提示：分解速度或磁感应强度

8、）　F＝qvBsinθ(θ为B与V的夹角）讨论B与V垂直、不垂直时，洛伦兹力方向的特点。引导学生思考与讨论：洛伦兹力做功情况如何？洛伦兹力的作用效果？5、分析电视显像管的工作原理6．小结：（1）通过实验探究发现了运动电荷在磁场中受洛伦兹力的作用（B