2019-2020年高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教案2 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教案2 新人教版選修3-1 一、教學(xué)目標(biāo) 1、在物理知識(shí)方面的要求： ①了解什么是洛侖茲力。 ②明確通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力是其中運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。 ③掌握判斷洛侖茲力方向的法則。 ④能夠推導(dǎo)應(yīng)用洛侖茲力大小的公式（f=qvB）（推導(dǎo)洛侖茲力大小的計(jì)算公式（f=qvB）有些抽象，學(xué)生不易認(rèn)識(shí)和理解，是教學(xué)的難點(diǎn)；且可能有多種方法，應(yīng)加以注意。）。 2、通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)并驗(yàn)證帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力情況，借此培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問(wèn)題的能力。 二、方法 引導(dǎo)學(xué)生用分析、猜想、實(shí)驗(yàn)（觀察）、理論驗(yàn)證的科學(xué)方法探求新知識(shí)。 三、教具 感應(yīng)圈、陰極射線管、條形磁鐵。 四、主要教學(xué)過(guò)程 第一步：通過(guò)邏輯推理，說(shuō)明微觀本質(zhì)與宏觀現(xiàn)象的一致性。 （一）復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課 分析問(wèn)題、猜測(cè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力，安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受到的磁場(chǎng)力的宏觀體現(xiàn)。 （二）進(jìn)行新課 推理：再引導(dǎo)學(xué)生推理：既在導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，那么不在導(dǎo)線中而是空間定向運(yùn)動(dòng)的帶電微觀粒子（電子、質(zhì)子、各種離子等）也應(yīng)受到磁場(chǎng)力的作用。 第二步：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，證明上述推理的正確性。 1、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（觀察）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷存在著力的作用，引入洛侖茲力定義，介紹荷蘭物理學(xué)家洛倫茲。 第三步：根據(jù)洛淪茲力是安培力的微觀本質(zhì)推導(dǎo)洛淪茲力的方向、大小和特點(diǎn) 2、（1）引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系安培力方向問(wèn)題的判斷，推理確定-研究磁場(chǎng)方向與磁場(chǎng)力方向的關(guān)系，（2）引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證左手定則是否適用。 （3）強(qiáng)調(diào)左手定則：四指指向 3、大小推導(dǎo)(師生共同討論得出) 方法一： （1）如何用（單位體積內(nèi)含的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)n，每個(gè)電荷電量為q，電荷的平均定向移動(dòng)速率是v，導(dǎo)線的橫截面積是S）n、q、v、S來(lái)表示通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I？教師畫(huà)圖點(diǎn)撥，（2）如何從合力的觀點(diǎn)出發(fā)用洛侖茲力f來(lái)表達(dá)安培力F的值？（當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)）教師點(diǎn)撥，學(xué)生自己討論得出 F=LIB=Mf（M為導(dǎo)線中電荷總數(shù)） （3）讓學(xué)生自己根據(jù)上面二個(gè)式子推出一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大小。 （4）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)安培力情況分析，當(dāng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，它所受的洛侖茲力f=Bqv（條件）。 方法二： 若把運(yùn)動(dòng)電荷在一小段時(shí)間內(nèi)的徑跡等效為通電直導(dǎo)線，則推導(dǎo)過(guò)程極為簡(jiǎn)單，設(shè)運(yùn)動(dòng)電荷定向移動(dòng)速率為v，電量為q，則時(shí)間內(nèi)t移動(dòng)的距離等效為直導(dǎo)線長(zhǎng)度，即L=vt，則通過(guò)此導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為I=q/t，將此二式帶入通電直導(dǎo)線所受安培力公式F=BIL，即得洛倫茲力公式F=qvB） 問(wèn)題：公式F=qvB中， q、v、 B的含義。 課下思考：我們?nèi)绾斡脤?shí)驗(yàn)驗(yàn)證F=qvB成立？ 4、特點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)出洛侖茲力特點(diǎn)，且同時(shí)提到地磁場(chǎng)的作用 （1）洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 （2）只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，對(duì)靜止電荷無(wú)洛侖茲力 （3）洛倫茲力垂直于v和B組成的平面 （三）課堂小結(jié) 本節(jié)課主要研究了一種新型的力--洛侖茲力。它的方向仍然服從左手定則，它的大小用公式f=qvB計(jì)算。安培力實(shí)際上是大量規(guī)律運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。 （四）課堂練習(xí) 例1：“洛倫茲力”與“安培力”有什么聯(lián)系？ 例2：如圖所示，運(yùn)動(dòng)電荷電量為q=210-8C，電性圖中標(biāo)明，運(yùn)動(dòng)速度v=4103m／s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，求電荷受到的洛侖茲力的大小和方向。 可以讓三位同學(xué)上黑板上每人演算一小題，寫(xiě)出公式計(jì)算洛侖茲力的大小，并標(biāo)明電荷受力方向。 例3：如圖3所示，某一帶電粒子垂直射入一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，試判斷帶電粒子的電性。（負(fù)） 例4：有一束粒子，其中有正電性的、負(fù)電性的還有不帶電的粒子，如何區(qū)分開(kāi)它們？ （五）課下練習(xí) 1、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則 [ ] A．帶電粒子速度大小改變； B．帶電粒子速度方向改變； C．帶電粒子速度大小不變； D．帶電粒子速度方向不變。 2、如下圖所示，有一恒定電流I流過(guò)長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊置于與其垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，則金屬塊的上下表面哪個(gè)電勢(shì)高？ （六）說(shuō)明 洛侖茲力屬于微觀力學(xué)范疇，充分利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生從感性知識(shí)入手，激發(fā)學(xué)生的興趣，在講解重點(diǎn)知識(shí)時(shí)，分步運(yùn)用觀察實(shí)驗(yàn)、提問(wèn)、思考、講解、推導(dǎo)等手段，讓同學(xué)在積極參與的過(guò)程中理解和掌握本節(jié)知識(shí)內(nèi)容。根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力和電流是電荷的定向運(yùn)動(dòng)提出假設(shè)：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力．再通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證存在洛倫茲力的結(jié)論．“推理→假設(shè)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”體現(xiàn)了科學(xué)的思維方法，要讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是非常重要的一步，要提醒學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)。