磁场对运动电荷的作用导学案.doc

磁场对运动电荷的作用导学案课 题磁场对运动电荷的作用授课人余 勇单 位新县高中课 型新授课教学目标：（一）知识与技能：1.知道什么是洛仑兹力，知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时，电荷受到的洛仑兹力最小；电流方向与磁感应强度方向垂直时，电荷受到的洛仑兹力最大，大小等于qvB.2.会用公式F=qvB解答有关问题.3.会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题.4.培养学生推理-假设-实验验证的科学思维方法.（二）情感与价值观：1.提高学生保护环境的意识.教学重点：1.由安培力的方向导出判定洛仑兹力方向的判定方法左手定则.2.根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹力（微观量）的表达式.教学难点:1.洛仑兹力公式F=qvB的推导及适用条件. 2.洛仑兹力方向的判断及公式的应用.教学方法:启发、实验观察结合分析推理、思考讨论、归纳总结.教学媒体:阴极射线管、电源（高压）、蹄形磁铁、导线和开关.教 学 过 程教师活动学生活动一、课题导入1、安培力的启示（导课）：磁场对电流具有磁场力的作用（安培力），电流是由于电荷定向运动形成的，由此可猜想：磁场对电流的作用是磁场对运动电荷作用的体现.2、演示实验、验证猜想：介绍（简介）阴极射线管及工作原理.观察阴极射线（电子束）在磁场中发生明显的偏转现象.教师提问：这一现象表明什么？师生总结：阴极射线（电子束）在磁场中偏转，说明电子束在磁场中确实受到某种力的作用，这个力就是今天我们要学习的洛仑兹力.老师指导,激发兴趣学生猜想，得出初步结论二、新课教学1. 洛仑兹力物理学中把磁场对运动电荷的作用力（磁场力）称为洛仑兹力（物理学家洛仑兹最先提出这一观点）.2. 洛仑兹力的方向（1）左手定则： 磁感线B垂直穿入手心正电荷运动方向v四指指向正电荷所受洛仑兹力方向拇指指向教师示范：伸开左手，使拇指跟其于四个手指垂直，且处于同一水平面内，将左手放入磁场中，让磁感线从手心穿进，四指指向正电荷的运动方向，那么拇指所指的方向就是正电荷受洛仑兹力的方向.教师提问：如果是负电荷在磁场中运动，洛仑兹力的方向如何？为什么？教师按如下思路提示，启发学生思考：负电荷定向运动形成电流方向如何？受到的安培力的方向如何？由此得出负电荷受洛仑兹力方向的判定方法.以阴极射线束在磁场中的偏转加以验证，使学生体会这一方法的应用.（2）电荷所受的洛仑兹力既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向.即垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面.3.洛仑兹力的大小（1）教师提出问题，学生分析讨论：如何定量描述洛仑兹力的大小？（2）建立物理模型，引导学生思考，推导：设导线长L，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线中电流大小为I，电流方向跟磁场方向垂直，由此可知：设形成电流的电荷是相同的正电荷，电量为q，以等速v作定向运动（为研究的方便而设定如此情形，跟实际效果相同），导体横截面积为S，单位体积内的电荷数目为n，由此可见： 从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有： 由得：（3）引导学生分析的适用条件教师提问：运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？的适用条件如何？师生共同总结：当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛仑兹力作用（为什么？）.当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛仑兹力最大.4.洛仑兹力的作用(1)电视机显像管中的偏转线圈对电子束的控制.(2)地球周围存在的地磁场对宇宙射线中带电粒子的洛仑兹力，使其运动方向发生偏转，对宇宙射线起了一定的阻挡作用,从而保护了地球上的生命.类比安培力方向的判断学生动手体会学生讨论、回答验证学生做好推导前的准备工作：a.电流微观表达式b.安培力公式学生自行推导分组讨论变形公式的作用学生分组讨论三、课堂小结：1.对学生强调洛仑兹力方向的特点：洛仑兹力方向跟磁场方向垂直；洛仑兹力方向跟电荷运动方向垂直.2.应用左手定则时，对正电荷与负电荷的不同点（四指指向不同）和相同点（四指指向电流的方向）.3.洛仑兹力大小的描述.四、反馈与应用：高中物理选修3-1（人教版）P.97思考与讨论高中物理选修3-1（人教版）P.98问题与练习2学生独立完成五、思考与讨论：1.当导线中无电流时，导线放在磁场中，但不受安培力作用.可是导线中的自由电荷却在不停地做无规则的（热）运动，速率非常大，可见每个电荷要受洛仑兹力作用，即是说：从微观角度看导线应该（好象）受安培力的作用，对此你作何解释？2.带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力对带电粒子是否做功？为什么（为下节课的学习埋下伏笔）？学生自行查阅资料,课下分组讨论六、作业布置：高中物理选修3-1（人教版）P.98问题与练习3、4课下独立完成七、教学后记：1.根据通电导线在磁场中受安培力作用，推测安培力可能