陜西省藍田縣高中物理 第三章 磁場 3.5 磁場對運動電荷的作用力教案 新人教版選修3-1.doc

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5 磁場對運動電荷的作用力 教學目標 1、通過本課時的學習使學生知道磁場對電流的作用（安培力）實質是磁場對運動電荷作用（洛倫茲力）的宏觀表現。 2、理解洛倫茲力的方向由左手定則判定，能根據安培力的表達式F=BIL推導洛倫茲力的表達式f=qvB。 3、培養(yǎng)學生的思維能力、分析能力以及邏輯推理能力，使學生體會由宏觀量描繪微觀量的科學思想。 教學重點 1、由安培力的方向導出判定洛倫茲力方向的判定方法———左手定則。 2、根據安培力的表達式（宏觀量）導出洛倫茲力（微觀量）的表達式 學時難點 培養(yǎng)學生的思維能力、分析能力以及邏輯推理能力，使學生體會由宏觀量描繪微觀量的科學思想。 教學活動 一、引入新課 磁在電視機中的應用是相當多的。同收音機相比較,電視機不但能聽到聲音,而且能看到活動的圖像。因此電視機要應用比收音機更多數量、更多種類和更多功能的磁性材料和磁性器件。具體說來,電視機除了也使用收音機所使用的多種磁變壓器和永磁電聲喇叭外,還要使用磁聚焦器、磁掃描器和磁偏轉器。 下圖為電視機顯像管應用的磁聚焦器和磁偏轉器。 那么,其中的原理是什么?同學們學習了這節(jié)課就明白了。 二、新課教學 (一)洛倫茲力 物理學中把磁場對運動電荷的作用力(磁場力)稱為洛倫茲力(物理學家洛倫茲最先提出這一觀點)。 (二)洛倫茲力的方向 1、探究洛倫茲力的方向:PPT (1)洛倫茲力的方向跟磁場方向垂直; (2)洛倫茲力的方向跟電荷運動方向垂直。 2、用左手定則確定洛倫茲力的方向(便于記憶) 教師示范:伸開左手,使大拇指跟其于四個手指垂直,且處于同一水平面內,將左手放入磁場中,讓磁感線從手心穿進,四指指向正電荷的運動方向,那么大拇指所指的方向就是正電荷受洛倫茲力的方向(在黑板上畫出示意圖)。 教師提問:如果是負電荷在磁場中運動,洛倫茲力的方向如何?為什么? 啟發(fā)學生思考,師生共同按如下思路分析:①負電荷定向運動形成電流方向如何?受到的安培力的方向如何?②由此得出負電荷受洛倫茲力方向的判定方法(在黑板上畫出示意圖)。③以陰極射線束在磁場中的偏轉加以驗證,使學生體會這一方法的應用。 (三)洛倫茲力的大小 1、教師提出問題,學生分析討論:如何定量描述洛倫茲力的大小? 2、建立物理模型,引導學生思考,師生共同推導:設導線長L,放在磁感應強度為B的勻強磁場中,導線中電流大小為I,電流方向跟磁場方向垂直,由此可知: F安=BIL① 設形成電流的電荷是相同的正電荷,電量為q,以等速v作定向運動(為研究的方便而設定如此情形,跟實際效果相同),導體橫截面積為S,單位體積內的電荷數目為 n,由此可見: I=nqvS② 從微觀角度看,導體中運動的電荷受洛倫茲力作用,所有運動電荷受洛倫茲力的總體效應表現為導線受的安培力,設每個運動電荷的洛倫茲力為f,由此必然有: (LSn)f=F安③ 由①②③得:f=qvB 3、引導學生分析f=qvB的適用條件 教師提問:①運動電荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用嗎?為什么? ②f=qvB的適用條件如何? 師生共同總結:①當電荷運動方向與磁場方向平行時,運動電荷雖然在磁場中,但不受洛倫茲力作用(為什么?)。 ②當電荷運動方向與磁場方向垂直時,運動電荷受洛倫茲力最大fmax=qvB。 三、小結 1、對學生強調洛倫茲力方向的特點:①洛倫茲力方向跟磁場方向垂直;②洛倫茲力方向跟電荷運動方向垂直。 2、應用左手定則時,對正電荷與負電荷的不同點(四指指向不同)和相同點(四指指向電流的方向)。 3、洛倫茲力大小的描述。 四、思考與討論(用投影儀打出思考題,供學生課后思考和討論) 1、當導線中無電流時,導線放在磁場中,但不受安培力作用?？墒菍Ь€中的自由電荷卻在不停地做無規(guī)則的(熱)運動,速率非常大,可見每個電荷要受洛倫茲力作用,即是說從微觀角度看導線應該(好象)受安培力的作用,對此你作何解釋? 2、帶電粒子在磁場中運動時,洛倫茲力對帶電粒子是否做功?為什么(為下節(jié)課的學習埋下伏筆)? 五、作業(yè) 1.閱讀課本“電視顯像管的工作原理”部分 2.完成問題與練習1、2、3、4、5