运动电荷在磁场中受到的力.doc

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1、运动电荷在磁场中受到的力毛卫娟一、教学目标　　　　　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)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。(4)了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断。理解洛伦兹力对电荷不做功。(5)了解电视显像管的工作原理。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定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F＝qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。3

2、．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。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”。二、教学重点难点　　　重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。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。难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功。2．洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。三、教学用具　　　　　电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体。四、教学过程（一）导入新课　　　　　前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：1．如图判定安培力的方向(

3、让学生上黑板做)若已知上图中：B＝4.0×10－2T，导线长L＝10cm，I＝1A。求：导线所受的安培力大小？[学生解答]解：F＝BIL＝4×10－2T×1A×0.1m＝4×10－3N答：导线受的安培力大小为4×10－3N。2．什么是电流？[学生答]电荷的定向移动形成电流。[教师讲述]磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：这个力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。[演示实验]观察磁场阴极射线在磁场中的偏转(95页图3.51)[教师]说明电子射线管的原理：说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作

4、用下高速运动而形成的电子流，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，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。[实验结果]在没有外磁场时，电子束沿直线运动，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。学生用左手定则判断电子束弯曲方向。[学生分析得出结论]磁场对运动电荷有作用力（二）推进新课　　　　　1．洛伦兹力的方向和大小(1)洛伦兹力的定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。【说明】可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力，引导学生提出猜想：磁场对电流作用力的

5、实质是磁场对运动电荷的作用力。[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断呢？[问题]如图(2)洛伦兹力的方向①判定安培力方向。(上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上，乙图安培力方向为垂直电流方向向下)②电流方向和电荷运动方向的关系。(电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反)③F安的方向和洛伦兹力方向的关系。(F安的方向与正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，与负电荷所受的洛伦兹力的方向相反。)④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)⑤洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开左手，使大拇指与其余四指垂直且处于同

6、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，那么拇指所受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。【要使学生明确】正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。①[投影出示练习题]——“问题与练习”1②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。[学生解答]甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上。乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下。丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读

7、者。丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里。讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。甲　v与B垂直乙　v与B不垂直　　洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系学生：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。(3)洛伦兹力的大小现在我们来研究一下洛伦兹力的大小。通过“思考与讨论”，来推导公式F＝qvBsinθ时，应先建立物理模型(教材图3.5－3)，再循序渐进有条理地推导，这一个过程可放手让学生完成，体现学习的自主性。也可以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，导线每单位体积中含有的自由电荷数

8、为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动