第三章第五節(jié) 研究洛侖茲力

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1、 第五節(jié) 研究洛侖茲力 [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(zhì)是磁場對運動電荷作用（洛侖茲力）的宏觀表現(xiàn)。 2、理解洛侖茲力的方向由左手定則判定，能根據(jù)安培力的表達式F=BIL推導洛侖茲力的表達式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?qū)С雠卸鍋銎澚Ψ较虻呐卸ǚ椒ā笫侄▌t。 2、根據(jù)安培力的表達式（宏觀量）導出洛侖茲力（微觀量）的表達式。 [教學難點] 建立相關物理模型，導出公式f=qvB。 [教學方法] 啟發(fā)、實驗觀察結合講解

2、、討論。 [教學媒體] 陰極射線管、學生低壓電源、感應圈（高壓）、蹄形磁體、導線和開關以及投影儀、投影片、投影屏幕。 [課時課型]一課時、新課。 [教學過程]（40分鐘） 一、課題導入（5分鐘左右） 1、安培力的啟示（導課）：磁場對電流具有磁場力的作用（安培力），電流是由于電荷定向運動形成的，由此可猜想：磁場對電流的作用是磁場對運動電荷作用的體現(xiàn)。 2、演示實驗、驗證猜想：①介紹（簡介）陰極射線管及工作原理。 ②觀察陰極射線（電子束）在磁場中發(fā)生明顯的偏轉現(xiàn)象。 教師提問：這一現(xiàn)象表明什么？ 師生總結：陰極射線（電子束）在磁場中偏轉，說明電子束在磁場中確實受到某種力的作用，

3、這個力就是今天我們要學習的洛侖茲力。 二、新課教學（30分鐘左右） （一）洛侖茲力 物理學中把磁場對運動電荷的作用力（磁場力）稱為洛侖茲力（物理學家洛侖茲最先提出這一觀點）。 （二）洛侖茲力的方向 1、由安培力的方向?qū)С雎鍋銎澚Ψ较虻奶攸c （1）洛侖茲力的方向跟磁場方向垂直； （2）洛侖茲力的方向跟電荷運動方向垂直。 2、用左手定則確定洛侖茲力的方向（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(nèi)，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侖茲力的方向（在黑板上畫出示意圖）。 教師提問：

4、如果是負電荷在磁場中運動，洛侖茲力的方向如何？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侖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）洛侖茲力的大小 1、教師提出問題，學生分析討論：如何定量描述洛侖茲力的大?。? 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=BIL·································

5、···············① 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(nèi)的電荷數(shù)目為 n，由此可見： I=nqvS·················································② 從微觀角度看，導體中運動的電荷受洛侖茲力作用，所有運動電荷受洛侖茲力的總體效應表現(xiàn)為導線受的安培力，設每個運動電荷的洛侖茲力為f，由此必然有： （LSn）f=F安···········································

6、·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侖茲力的作用嗎？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，但不受洛侖茲力作用（為什么？）。 ②當電荷運動方向與磁場方向垂直時，運動電荷受洛侖茲力最大fmax=qvB。 三、本課時小結（2∽3分鐘） 1、對學生強調(diào)洛侖茲力方向的特點：①洛侖茲力方向跟磁場方向垂直；②洛侖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、洛侖茲力大小

7、的描述。 四、鞏固與練習 ①《教材》P87（1）題。 五、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侖茲力作用，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，洛侖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）？ 六、作業(yè)布置《教材》P178（2）題（3）題。 [教學后記] 1、根據(jù)通電導線在磁場中受安培力作用，推測安培力可能是由于磁場對運動電荷的作用，再由演示

8、實驗加以驗證，學生容易接受，且對實驗現(xiàn)象表現(xiàn)出濃厚的興趣。由此可見，演示實驗在教學中的作用不可低估。 2、 負電荷所受洛侖茲力方向的判定，學生不易記住，在今后的教學中還應強化。 板書設計 磁場對運動電荷的作用 （一）洛侖茲力 磁場對運動電荷的作用力叫洛侖茲力。 （二）洛侖茲力的方向 方向特點：①與磁場方向垂直；②與電荷運動方向正交。 左手定則： f × × × × － ＋ B B v v f × × × × Ｆ安 × × × × × （三）洛侖茲力的大小 ｆ ｆ ｆ F安=BIL······① I=nqvＳ······② × × ｖ ｖ ｖ LSnf=F安·····③ f=qvB Ｉ × × × × ×