高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教案2 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心 1 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力 一 教学目标一 教学目标 1 在物理知识方面的要求 了解什么是洛仑兹力 明确通电导线在磁场中的受力是其中运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的宏观体现 掌握判断洛仑兹力方向的法则 能够推导应用洛仑兹力大小的公式 f qvB 推导洛仑兹力大小的计算公式 f qvB 有 些抽象 学生不易认识和理解 是教学的难点 且可能有多种方法 应加以注意 2 通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况 借此培养学生观察能 力 分析问题的能力 二 方法二 方法 引导学生用分析 猜想 实验 观察 理论验证的科学方法探求新知识 三 教具三 教具 感应圈 阴极射线管 条形磁铁 四 主要教学过程四 主要教学过程 第一步 通过逻辑推理 说明微观本质与宏观现象的一致性 一 复习导入新课 一 复习导入新课 分析问题 猜测运动电荷在磁场中会受到磁场力 安培力是大量运动电荷所受到的磁场力 的宏观体现 二 进行新课 二 进行新课 推理 再引导学生推理 既在导线中定向运动的电荷会受到磁场力的作用 那么不在导线 中而是空间定向运动的带电微观粒子 电子 质子 各种离子等 也应受到磁场力的作用 第二步 通过演示实验 证明上述推理的正确性 1 实验验证 观察 磁场对运动电荷存在着力的作用 引入洛仑兹力定义 介绍荷兰物理 学家洛伦兹 第三步 根据洛沦兹力是安培力的微观本质推导洛沦兹力的方向 大小和特点 2 1 引导学生联系安培力方向问题的判断 推理确定 研究磁场方向与磁场力方向的关 系 2 引导学生总结并实验验证左手定则是否适用 3 强调左手定则 四指指向 3 大小推导 师生共同讨论得出 方法一 1 如何用 单位体积内含的运动电荷数 n 每个电荷电量为 q 电荷的平均定向移动速 率是 v 导线的横截面积是 S n q v S 来表示通电导线中的电流强度 I 教师画图点拨 2 如何从合力的观点出发用洛仑兹力 f 来表达安培力 F 的值 当通电导线垂直于磁场 时 教师点拨 学生自己讨论得出 F LIB Mf M 为导线中电荷总数 3 让学生自己根据上面二个式子推出一个运动电荷垂直于磁场方向运动时受到的洛仑兹 力的大小 4 引导学生根据安培力情况分析 当电荷 q 以速度 v 垂直进入磁感应强度为 B 的磁场中 它所受的洛仑兹力 f Bqv 条件 方法二 若把运动电荷在一小段时间内的径迹等效为通电直导线 则推导过程极为简单 设运动电 荷定向移动速率为 v 电量为 q 则时间内 t 移动的距离等效为直导线长度 即 L vt 则 用心 爱心 专心 2 通过此导线的电流强度为 I q t 将此二式带入通电直导线所受安培力公式 F BIL 即得洛 伦兹力公式 F qvB 问题 公式 F qvB 中 q v B 的含义 课下思考 我们如何用实验验证 F qvB 成 立 4 特点 引导学生逐步总结出洛仑兹力特点 且同时提到地磁场的作用 1 洛仑兹力对运动电荷不做功 2 只对运动电荷有力的作用 对静止电荷无洛仑兹力 3 洛伦兹力垂直于 v 和 B 组成的平面 三 课堂小结 三 课堂小结 本节课主要研究了一种新型的力 洛仑兹力 它的方向仍然服从左手定则 它的大小用公 式 f qvB 计算 安培力实际上是大量规律运动的带电粒子所受洛仑兹力的宏观体现 四 课堂练习 四 课堂练习 例 1 洛伦兹力 与 安培力 有什么联系 例 2 如图所示 运动电荷电量为 q 2 10 8C 电性图中标明 运动速度 v 4 103m s 匀强磁场磁感应强度为 B 0 5T 求电荷受到的洛仑兹力的大小和方向 可以让三位同学上黑板上每人演算一小题 写出公式计算洛仑兹力的大小 并标明电荷受 力方向 用心 爱心 专心 3 例 3 如图 3 所示 某一带电粒子垂直射入一个垂直纸面向外的匀强磁场 并经过 P 点 试判断带电粒子的电性 负 例 4 有一束粒子 其中有正电性的 负电性的还有不带电的粒子 如何区分开它们 五 课下练习 五 课下练习 1 当一带正电 q 的粒子以速度 v 沿螺线管中轴线进入该通电 螺线管 若不计重力 则 A 带电粒子速度大小改变 B 带电粒子速度方向改变 C 带电粒子速度大小不变 D 带电粒子速度方向不变 2 如下图所示 有一恒定电流 I 流过长方体金属块 金属块 置于与其垂直的匀强磁场 B 中 则金属块的上下表面哪个电势高 六 说明 六 说明 洛仑兹力属于微观力学 范畴 充分利用实验让 学生从感性知识入手 激发学生的兴趣 在讲 解重点知识时 分步运 用观察实验 提问 思考 讲解 推导等手段 让同学在积极参与的过程中理解和掌握本 节知识内容 根据磁场对电流有作用力