高中物理《磁场对运动电荷的作用》教案7 新人教版选修3-1VIP专享VIP免费

磁场对运动电荷的作用教学目标：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.了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断。6.理解洛伦兹力对电荷不做功。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.洛伦兹力对带电粒子不做功。2.洛伦兹力方向的判断。教学方法：讲述法、分析推理法、讲练法教学用具：电子射线管、电源、磁铁、教学过程一、引入新课［教师讲述］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。［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。［学生分析得出结论］磁场对运动电荷有作用。二、新课教学[板书]：磁场对运动电荷的作用（一）洛伦兹力：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。［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［学生答］1.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.电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反。3.F安的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，和负电荷所受的洛伦兹力的方向相反。4.学生分析总结.（二）洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开左手，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，那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；若四指指向是电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。[板书]洛伦兹力f的方向：f⊥B、f⊥v，即f垂直于v和B所决定的平面。［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。（三）洛伦兹力的大小现在我们来研究一下洛伦兹力的大小.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的匀强磁场中。［问题］这段导体所受的安培力为多大？［学生答］F安=BIL［问题］由第十五章第1节的思考和讨论，电流强度I的微观表达式是多少？［学生答］I的微观表达式为I=nqSv［问题］这段导体中含有多少自由电荷数？［学生答］这段导体中含有的电荷数为nLS。［问题］每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？［学生答］安培力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f=qvB各量的单位：f为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s）,B为特斯拉（T）适用条件：v⊥B［问题1］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？有兴趣的同学课下探讨，教师不做重点讲解。由通电导线不垂直于磁场对受到的安培力入手分析，F安=BILsinθ，可得f=qvBsinθ.θ为电荷运动速度方向与磁场方向的夹角讨论：θ=90°时，f=qvBθ=0°时，f=0,v和B在同一直线上，不受洛伦兹力。四、小结本节课我们主要学习了1.洛伦兹力的定义即磁场对运动电荷的作用。2.用左手定则判断洛伦兹力的方向。3.在安培力的基础上推导洛伦兹力的计算公式。4.洛伦兹力对运动电荷不做功。五、板书设计定义：磁场对运动电荷的作用力（注：通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现）方向判断——左手定则大小计算f=qvB洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力六、作业：创新作业P179(1)、（2）