单某某教案

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物理

运动电荷在磁场中受到的力

人教版

高二年级

单某某

开滦一中

[教学目标]???

（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。?

（二）过程与方法?

1.?通过观察电子束在磁场中的偏转研究洛伦兹力的方向，给学生一个直观的认识?

2.?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?

1.?实验观察得知洛伦兹力的存在，培养实事求是的科学态度

2.?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

[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、理解洛伦兹力方向的判断。

?2、洛伦兹力对运动电荷不做功。?

[教学方法]?

启发法、实验观察结合讲解法、讨论法、分析推理法

[教学媒体]?

阴极射射线管、电源、磁铁、投影仪

[教学过程]?

（一） 引入新课

教师：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，判定安某某的方向?

若上图中，已知：B=4.0×10-2?T，L=10?cm，I=1?A。求：导线所受安某某的大小？

学生解答：

?F=BIL=4×10-2?T×1?A×0.1?m=4×10-3?N

（2）电流是如何形成的？?

学生：电荷的定向移动形成电流。?

教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？?

学生：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安某某是作用在运动电荷上的力的宏观表现。?

［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。

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。?

请学生观察实验现象，分析得出结论。?

实验现象：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，发现电子束的运动轨迹发生了弯曲。?

分析得出结论：磁场对运动电荷有力的作用。

（二）进行新课?

一：洛伦兹力的方向?

教师讲述：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安某某实际是洛伦兹力的宏观表现。?

我们用安培定则判断安某某的方向，因此可以用安培定则判断洛伦兹力的方向。?

学生归纳出判断洛伦兹力方向的左手定则。

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。?

实验验证：用电子射线管验证左手手定则。

［投影片出示练习题］?

练习：试判断下图中带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。

学生解答：A：向上；B：向上；C：向外；D：向里。

教师：通过练习和安某某的特点，我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。

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。

二：洛伦兹力的大小?

若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为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的磁场中。?

教师：这段导体所受的安某某为多大？?

学生：F安=BIL?

教师：电流强度I的微观表达式是什么？?

学生：I的微观表达式为I=nqvS?

教师：这段导体中含有多少自由电荷数？?

学生：这段导体中含有的电荷数为nLS。?

教师：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？?

学生：安某某可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以?

思考与讨论：同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？说明理由。?

教师引导学生分析得：?洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。?

教师：由安某某大小计算公式中要求I垂直于B，思考：F洛=qvB什么时候成立？

学生：F洛=qvB前提是v垂直于B。

老师：若速度v与磁感应强度B夹角之间的夹角为α，洛伦兹力的一般表达式是什么？

学生：F洛=qvBsinα

［投影片出示练习题］?

练习1、电子的速率v=3×106?m/s，垂直射入B=0.10?T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？?

F=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10=4.8×10-14?N?

练习2、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将_______?

A．竖直向下沿直线射向地面???B．相对于预定地面向东偏转

C．相对于预定点稍向西偏转???D．相对于预定点稍向北偏转?

学生解答：B。地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核带正电，根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东。

（三）课堂小结?

教师活动：让学生概括总结本节的内容。再请其他同学补充并进行评价。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较发言同学的小结和自己的，看谁的更好，好在什么地方。?

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。?

（四）板书设计

一、洛伦兹力的方向

左手定则 四指指向正电荷运动的方向，

负电荷运动的反方向

F洛⊥B、v所在平面

二、洛伦兹力的大小

F洛=qvB（v⊥B）

F洛=qvBsinα（v、B夹角α）

洛伦兹力不做功

（五）布置作业

课本对应章节练习 P98 问题与练习：1、2、3、4、5

（六）课后反思

教师要放开，让学生自己依据学过的内容大胆推导、总结，得出新结论、掌握新知识，从而让学生体会物理学知识的迁移与连贯性，从中得到乐趣。

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