第一篇：高中物理 磁場對運動電荷的作用力教案

3.5磁場對運動電荷的作用力

教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1、知道什么是洛倫茲力。

2、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向，理解洛倫茲力對電荷不做功。

3、掌握洛倫茲力大小的推理過程。

4、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。

5、了解電視機顯像管的工作原理。

（二）過程與方法

通過洛倫茲力大小的推導(dǎo)過程進一步培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

讓學(xué)生認(rèn)真體會科學(xué)研究最基本的思維方法：“推理—假設(shè)—實驗驗證”

（三）情感、態(tài)度與價值觀

通過討論與交流，培養(yǎng)對物理探索的情感。教學(xué)重點

1、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。

2、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。教學(xué)難點

1、理解洛倫茲力對運動電荷不做功。

2、洛倫茲力方向的判斷。教學(xué)方法

實驗觀察法、講述法、分析推理法 教學(xué)手段

電子射線管、電源、磁鐵、投影儀、投影片 教學(xué)活動

（一）引入新課

（復(fù)習(xí)提問）前面我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用力，下面思考兩個問題：

（1）如圖，判定安培力的方向

2若已知上圖中：B=4.0×10 T，導(dǎo)線長L=10 cm，I=1 A。求：導(dǎo)線所受的安培力大?。?/p>

（2）電流是如何形成的？ 電荷的定向移動形成電流。磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的，大家會想到什么？

這個力可能是作用在運動電荷上的，而安培力是作用在運動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。

［演示實驗］用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。如圖3.5-1

說明電子射線管的原理：

從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡。

實驗現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。

分析得出結(jié)論：磁場對運動電荷有作用。

（二）進行新課

1、洛倫茲力的方向和大小

運動電荷在磁場中受到的作用力稱為洛倫茲力。通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

方向（左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向正電荷運動的方向，那么，大拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。

如果運動的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。

課堂訓(xùn)練

1、試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。

甲 乙 丙 丁 下面我們來討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。

結(jié)論：F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直，可以不垂直。洛倫茲力的大小 若有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中。

這段導(dǎo)體所受的安培力為 F安=BIL 電流強度I的微觀表達式為 I=nqSv 這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為 N=nLS。

安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS，所以每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為

F洛?F安nLS?BILnqvSLB??qvB nLSnLS當(dāng)運動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強度B的方向不垂直時，設(shè)夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為 F洛上式中各量的單位：，q為庫倫（C），v為米/秒（m/s），B為特斯拉（T）F洛為牛（N）思考與討論：

同學(xué)們討論一下帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？

教師引導(dǎo)學(xué)生分析得：

洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向，因此

洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對電荷不做功。

課堂訓(xùn)練

2、電子的速率v=3×10 m/s，垂直射入B=0.10 T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？

3、、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某

6?qvBsin? 一點，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將_______ A．豎直向下沿直線射向地面

C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)

2、電視顯像管的工作原理

B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn) D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)

在圖3.5－4中，如圖所示：

（1）要是電子打在A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 垂直紙面向外（2）要是電子打在B點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 垂直紙面向里（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？

先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。

學(xué)生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。

課堂訓(xùn)練

1、關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說法中正確的是

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B

2、如圖所示的是磁感應(yīng)強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是

3、如圖所示，勻強磁場方向水平向里，勻強電場方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域。則

Bv+E

A．若電子從右向左飛入，電子也沿直線運動 B．若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn) C．若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn) D．若電子從左向右飛入，電子也沿直線運動

4、一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計重力影響），粒子將在管中

A．做圓周運動

B．沿軸線來回運動 D．做勻速直線運動 C．做勻加速直線運動

第二篇：高中物理《磁場對運動電荷的作用力》教案

高中物理《磁場對運動電荷的作用力》教案轉(zhuǎn)載

選修3-1第三章

3．5 磁場對運動電荷的作用

一、教材分析

洛侖茲力的方向是重點，實驗結(jié)合理論探究洛侖茲力方向，再由安培力的表達式推導(dǎo)出洛侖茲力的表達式的過程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機會，一定要讓全體學(xué)生都參與這一過程。

二、教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識與技能

1、理解洛倫茲力對粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，粒子在勻磁場中做勻速圓周運動.3、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會用它們解答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理、及用途。

（二）過程與方法

通過綜合運用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場（電場、磁場）中的問題.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.（三）情感態(tài)度與價值觀

通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程。

三、教學(xué)重點難點

重點：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期公式，并能用來分析有關(guān)問題.難點：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.四、學(xué)情分析

本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場中運動的基礎(chǔ)，還是力學(xué)分析中重要的一部分。學(xué)好本節(jié)，對以后力學(xué)綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關(guān)系解力學(xué)問題，有很大的幫助。

五、教學(xué)方法

實驗觀察法、邏輯推理法、講解法

六、課前準(zhǔn)備

1、學(xué)生的準(zhǔn)備：認(rèn)真預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容

2、教師的準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案 演示實驗

七、課時安排： 1課時

八、教學(xué)過程

（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

（二）情景引入、展示目標(biāo)

前面我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用力，下面思考兩個問題：（1）如圖，判定安培力的方向

若已知上圖中：B=4.0×10-2 T，導(dǎo)線長L=10 cm，I=1 A。求：導(dǎo)線所受的安培力大??？（2）電流是如何形成的？ 電荷的定向移動形成電流。

磁場對電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動形成的，大家會想到什么？ 這個力可能是作用在運動電荷上的，而安培力是作用在運動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。［演示實驗］用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。如圖3.5-1 說明電子射線管的原理：

從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡。

實驗現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。

分析得出結(jié)論：磁場對運動電荷有作用。

（三）合作探究、精講點播

1、洛倫茲力的方向和大小

運動電荷在磁場中受到的作用力稱為洛倫茲力。通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

方向（左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向正電荷運動的方向，那么，大拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。

如果運動的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。思考：

1、試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。

甲 乙 丙 丁

下面我們來討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。結(jié)論：F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直，可以不垂直。洛倫茲力的大小

若有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中。

這段導(dǎo)體所受的安培力為 F安=BIL 電流強度I的微觀表達式為 I=nqSv 這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為 N=nLS。

安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS，所以每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為

當(dāng)運動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強度B的方向不垂直時，設(shè)夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為 上式中各量的單位：

為牛（N），q為庫倫（C），v為米/秒（m/s），B為特斯拉（T）思考與討論：

同學(xué)們討論一下帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析得：

洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向，因此 洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對電荷不做功。思考：

2、電子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？

3、、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將_______ A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn) C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)

2、電視顯像管的工作原理 在圖3.5－4中，如圖所示：

（1）要是電子打在A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 垂直紙面向外（2）要是電子打在B點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ 垂直紙面向里（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？ 先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。學(xué)生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。

（四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)

完成P103“問題與練習(xí)”第1、2、5題。書面完成第3、4題。

九、板書設(shè)計

1、洛倫茲力的方向：左手定則

2、洛倫茲力的大?。?/p>

3、電視顯像管的工作原理

十、教學(xué)反思

“思考與討論”在課堂上可組織學(xué)生開展小組討論，根據(jù)線索的實際情況靈活鋪設(shè)臺階，讓不同層次的學(xué)生在討論中有比較深刻的感受，然后通過交流發(fā)言得出正確結(jié)論。

臨清三中—物理—朱廣明—盛淑貞 選修3-1第三章

3．5 磁場對運動電荷的作用 課前預(yù)習(xí)學(xué)案

一、預(yù)習(xí)目標(biāo)

1、知道什么是洛倫茲力。

2、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。

3、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。

4、了解電視機顯像管的工作原理。

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

1．運動電荷在磁場中受到的作用力，叫做。

2．洛倫茲力的方向的判斷──左手定則：

讓磁感線 手心，四指指向 的方向，或負(fù)電荷運動的，拇指所指電荷所受 的方向。

3．洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式。

4．洛倫茲力對運動電荷，不會 電荷運動的速率。

5．顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線圈做成。

三、提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向，理解洛倫茲力對電荷不做功。

2、掌握洛倫茲力大小的推理過程。

3、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。

二、學(xué)習(xí)過程

例1．試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.解答：甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者；丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。

例2：來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將（）A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn) C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)

解答：。地球表面地磁場方向由南向北，電子是帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向西。故C項正確

例3：如圖3所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（）A．使B的數(shù)值增大

B．使磁場以速率 v＝mgqB，向上移動 C．使磁場以速率v＝mgqB，向右移動 D．使磁場以速率v＝mgqB，向左移動

解答：為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力，A不可能；磁場向上移動相當(dāng)于電荷向下運動，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場以V向右移動，等同于電荷以速率v向左運動，此時洛倫茲力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不對；磁場以V向左移動，等同于電荷以速率v向右運動，此時洛倫茲力向上。當(dāng) qvB＝mg時，帶電體對絕緣水平面無壓力，則v＝mgqB，選項 D正確。

三、反思總結(jié)

四、當(dāng)堂檢測

1.一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（）A．此空間一定不存在磁場 B．此空間可能有方向與電子速度平行的磁場 C．此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直 D．以上說法都不對

2.一束帶電粒子沿水平方向飛過靜止的小磁針的正上方，小磁針也是水平放置，這時小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是

（）A．由北向南飛行的正離子束

B．由南向北飛行的正離子束 C．由北向南飛行的負(fù)離子束

D．由南向北飛行的負(fù)離子束

3.電子以速度v0垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，則

（）A．磁場對電子的作用力始終不做功 B．磁場對電子的作用力始終不變 C．電子的動能始終不變 D．電子的動量始終不變

4.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是（）

5.如圖所示，空間有磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力），則在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應(yīng)是

（）A．B/v，方向豎直向上

B．B/v，方向水平向左 C．Bv，垂直紙面向里

D．Bv，垂直紙面向外 課后練習(xí)與提高

1．有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是

（）A．電荷在磁場中一定受磁場力的作用 B．電荷在電場中一定受電場力的作用 C．電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致

D．電荷若受磁場力，則受力方向與該處的磁場方向垂直

2．如果運動電荷在磁場中運動時除磁場力作用外不受其他任何力作用，則它在磁場中的運動可能是

（）A．勻速圓周運動 B．勻變速直線運動 C．變加速曲線運動 D．勻變速曲線運動

3．電子束以一定的初速度沿軸線進入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時間而周期性變化的電流，如圖所示，則電子束在螺線管中做

（）A．勻速直線運動

B．勻速圓周運動 C．加速減速交替的運動

D．來回振動

4．帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動,下面說法中正確的是

A．只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同

()

B．如果把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變 C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場方向一定與電荷運動方向垂直

D．粒子只受到洛倫茲力的作用.不可能做勻速直線運動

5．如圖，是電視機的像管的結(jié)構(gòu)示意圖,熒光屏平面位于坐標(biāo)平面xoy，y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運動打到坐標(biāo)原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個亮點。當(dāng)在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場(偏轉(zhuǎn)磁場),亮點將偏離原點0而打在x軸上的某一點,偏離的方向和距離大小依賴于磁場的磁感應(yīng)強度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運動)，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律是圖中

（）

6．如圖所示，帶電小球在勻強磁場中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運動，它向左或向右運動通過最低點時

（）Ａ．速度相同

B．加速度相同

C．所受洛倫茲力相同

D．軌道給它的彈力相同

7．兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為（）A．2：

1B．1：1

C．1：D．1：4

選修3-1第三章

3．5 磁場對運動電荷的作用答案 預(yù)習(xí)內(nèi)容 1． 洛倫茲力．

2． 垂直穿入 正電荷運動 反方向 洛倫茲力 3． F＝qvBsinθ 4． 不做功 改變 5． 馬鞍形 當(dāng)堂檢測

1、B；

2、AD；

3、Ａ、C；

4、C；

5、C； 課后練習(xí)與提高

1、ＢＤ

2、ＡＣ

3、Ａ

4、ＢＤ

5、Ａ

6、B

7、C

第三篇：《磁場對運動電荷的作用力》的說課稿

我說課的題目是《磁場對運動電荷的作用力》

我的說課分課標(biāo)分析、教學(xué)資源、學(xué)情分析、教法學(xué)法、教學(xué)過程、設(shè)計體會六部分：

第一部分：課標(biāo)分析：

本課的課標(biāo)要求是：通過實驗，認(rèn)識洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。

根據(jù)課標(biāo)要求和我對教材的理解確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）知識與技能：

A、會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。

B、會計算洛倫茲力的大小。

C、知道電視顯像管的基本構(gòu)造以及它工作的基本原理。

（2）過程與方法：

A、通過演示、實驗、觀察，形成洛倫茲力的概念

B、通過探究明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷

C、通過思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ

D、最后了解洛倫茲力的應(yīng)用——電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)

（3）情感態(tài)度與價值觀：

A、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會觀察、分析、推理；

B、培養(yǎng)學(xué)生主動與他人合作的精神、自主學(xué)習(xí)探究的精神；

C、培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外科技發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢。

確定本節(jié)的重點是：1、洛倫茲力方向的判斷

2、洛倫茲力大小的計算

難點是：洛倫茲力計算公式的推導(dǎo)

第二部分：教學(xué)資源：

1、教材資源：我使用的是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理選修3—1第三章第五節(jié)《磁場對運動電荷的作用力》。本節(jié)課既是安培力知識的延續(xù)，又是為下一節(jié)《電荷在勻強磁場中的運動》的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，而且在以后的力學(xué)綜合問題中經(jīng)常會涉及到洛倫茲力與電場力等其它力的綜合。在近兩年的高考中都是以大題的形式出現(xiàn)，可見其重要性。

2、生活資源：電視機顯像管、陰極射線管、感應(yīng)圈、學(xué)生電源、蹄形磁鐵，使學(xué)生領(lǐng)會物理與生活的聯(lián)系。

3、網(wǎng)絡(luò)資源：通過網(wǎng)絡(luò)上的影像資料幫助學(xué)生開闊視野，理解新知識，使學(xué)生知道網(wǎng)絡(luò)上不只是游戲、聊天……也有許多對我們自身發(fā)展有用的東西。

第三部分：學(xué)情分析：

（1）在知識上：學(xué)生已經(jīng)對安培力有深刻的認(rèn)識，知道其方向的判斷和大小的計算，所以我采用比較的方式來突破洛倫茲力的方向判斷這一重點。在推導(dǎo)出洛倫茲力大小的計算公式后再用比較的方式將公式推廣。

（2）在能力上：學(xué)生對宏觀與微觀的聯(lián)系的理解比較困難，學(xué)生邏輯思維能力相對較差，為攻克這一難點，我根據(jù)學(xué)生的實際情況為學(xué)生搭梯子，創(chuàng)設(shè)問題情境來解決。

為了達成本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，突出重點，攻克難點，我采用如下的教法和學(xué)法

第四部分：教法和學(xué)法

從實際生活中的現(xiàn)象及所學(xué)的知識進行質(zhì)疑→通過探究→來解疑，經(jīng)歷多次的比較，使知識得到理解；學(xué)生通過觀察、分析、探究、討論、歸納總結(jié)完成本節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)。

這樣設(shè)計符合新課改的學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的精神，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

第五部分：教學(xué)過程

由于課堂教學(xué)是學(xué)生知識的獲得，技能技巧的形成，智力、能力的發(fā)展以及情感態(tài)度與價值觀養(yǎng)成的主要途徑。為了達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，我對整個教學(xué)過程進行了以下的設(shè)計：

（一）設(shè)置情境 引入新課（二）師生互動 探究新知

（三）聯(lián)系實際 照應(yīng)開課（四）課堂小結(jié) 板書設(shè)計

（五）課外探究 發(fā)散思維

（一）設(shè)置情境 引入新課

為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，我采用了兩部分引課，首先播放極光的影像資料，（提出為什么從宇宙深處射來的帶電粒子會在地球兩極上引起極光呢？）然后，我展示生活中電視機的顯像管（提出顯像管中電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么能使整個屏幕發(fā)光？）指出解開這兩個問題的鑰匙就是磁場對運動電荷的作用力，這個力我們把它稱之為洛倫茲力，引入本課。這樣設(shè)計的原因之一是學(xué)生對宇宙的秘密比較向往，實際生活中的現(xiàn)象學(xué)生比較關(guān)注，容易把注意力從課下轉(zhuǎn)到課上來，原因之二隱藏了問題的答案，為磁場對運動電荷有力的作用打下伏筆。原因之三是新課標(biāo)提倡物理要與生活生產(chǎn)相聯(lián)系，這和新課標(biāo)的精神相吻合。

（二）師生互動 探究新知

新知識一：洛倫茲力的方向

為突出這一重點，使學(xué)生獲得直觀的感性認(rèn)識，我演示陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的實驗，提醒學(xué)生注意實驗中的v、B、偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，根據(jù)演示實驗的結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生探究用什么方法能直觀判斷洛倫茲力的方向？教師根據(jù)學(xué)生探究的實際情況進行點撥：只要將運動的電荷等效成電流，利用安培力的方向判斷方法是可以判斷出運動電荷受力方向的，到此學(xué)生結(jié)合教材就可以得到判斷洛倫茲力的方向的左手定則。由于判斷安培力的方向也是用左手定則，學(xué)生很容易提出質(zhì)疑：那二者有何區(qū)別呢？由學(xué)生對比分析得出結(jié)論：即四指所代表的意義不同：安培力中四指代表電流的方向，而洛倫茲力中四指代表正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的反方向，與等效電流的方向相同。為鞏固所學(xué)新知識，進行實戰(zhàn)演練（一）（二），這樣就進一步驗證了實驗的結(jié)果，會使學(xué)生對所得結(jié)論深信不疑。明確了二者的區(qū)別之后，引導(dǎo)學(xué)生進一步探究安培力與洛倫茲力的聯(lián)系，通過導(dǎo)線中微觀電荷運動情況判斷其所受洛倫茲力的方向和整個導(dǎo)線所受安培力方向的關(guān)系就不難得出：安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是宏觀與微觀、合力與分力的關(guān)系，為洛倫茲力大小的推導(dǎo)做好充分準(zhǔn)備。這部分的設(shè)計也是新課改要求充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師主導(dǎo)作用的很好體現(xiàn)。

新知識二：洛倫茲力的大小

這是本課的難點，我結(jié)合教材中的思考與討論、根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律將復(fù)雜問題簡單化，設(shè)置四個小問題讓學(xué)生依次去探究：

導(dǎo)線的方向與磁場的方向垂直，即導(dǎo)線中電荷定向運動的方向與磁場的方向垂直。

設(shè)導(dǎo)線中每個帶電粒子定向運動的速度都是v，單位體積的粒子數(shù)為n，1、算出在時間t內(nèi)的通過截面的粒子數(shù)？

2、如果粒子的電荷量記為q，由此可以算出q與電流I的關(guān)系？

3、寫出這段長為vt的導(dǎo)線所受的安培力F？

4、寫出每個粒子所受的力即它的洛倫茲力？

這樣就為生學(xué)生提供解決問題的邏輯線索，降低了解決問題的難度。

通過探究推導(dǎo)得出：F=qvB（B⊥v），學(xué)生在每個問題解決過程中，能夠鍛煉學(xué)生的邏輯推理能力，在推理過程中，滲透宏觀世界與微觀世界的聯(lián)系，以及解決物理問題的一種思想：即通過設(shè)置一些中間量，最后將其消掉得出我們所需要的結(jié)論。

在得到結(jié)論F=qvB后，再由公式推出B=F/vq，通過與電場強度E=F/q的比較，我們可以更深刻的認(rèn)識磁：它只與運動的電荷有關(guān)，表現(xiàn)為公式中反映運動的物理量v，使所學(xué)知識得到升華。

因v與B不一定都垂直，讓學(xué)生根據(jù)安培力計算公式的推導(dǎo)去探究當(dāng)B與v平行、一般情況下如何計算電荷所受的洛倫茲力？學(xué)生經(jīng)過探究不難得出：B∥v時：F=0 一般情況下：F=qvBsinθ,在這里可以進一步說明電荷受洛倫茲力的條件是什么？（運動電荷 速度與磁場不平行），由于電場對電荷也有作用力,為了加強學(xué)生對電場和磁場的區(qū)分和理解,可以讓學(xué)生去總結(jié)帶電粒子在電場和磁場中受力有何不同？使學(xué)生的思維得到發(fā)散。為了更好的學(xué)習(xí)下一節(jié)課，引導(dǎo)學(xué)生探究洛倫茲力對帶電粒子運動的速度有什么影響？洛倫茲力對帶電粒子做功嗎？引導(dǎo)學(xué)生由左手定則得到洛倫茲力與速度的方向始終是垂直的，和圓周運動的向心力的特點是一樣，只能改變速度的方向，不能改變大小，對帶電粒子不做功,這樣也會使學(xué)生知道不能孤立的學(xué)習(xí)，要注意前后知識的聯(lián)系。

（三）聯(lián)系實際，照應(yīng)開課

理論來自于實踐，更要服務(wù)于實踐，從而解決開課時提出的兩個問題，關(guān)于極光讓學(xué)生思考得出結(jié)論：是因為地球周圍存在地磁場使帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而電視機的顯像管可以拋給學(xué)生，讓學(xué)生閱讀教材、結(jié)合思考與討論了解其結(jié)構(gòu)和原理，知道是顯像管中偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場使電子束發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，使整個屏幕發(fā)光。在此還可以聯(lián)想到前面電場中學(xué)習(xí)到的示波管的原理，讓學(xué)生課后結(jié)合教材35頁去比較二者的區(qū)別。這兩部分是高考的熱點和難點，這樣可以使學(xué)生更好理解電荷在電場和磁場中運動情況，區(qū)分電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的原理。

（四）課堂小結(jié)，板書設(shè)計

讓學(xué)生去總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。板書設(shè)計如下:

（五）課外探究，發(fā)散思維

讓學(xué)生根據(jù)所本節(jié)所學(xué)的知識去探究生活和科技中還有哪些應(yīng)用洛倫茲力的例子？課后進行交流。

這樣設(shè)計可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生的思維得到發(fā)散。

第六部分：設(shè)計體會

1、從學(xué)生的實際出發(fā)，來處理教材、選擇教法、指導(dǎo)學(xué)法。

2、學(xué)生的潛力是無窮的，教師在進行教學(xué)設(shè)計的過程中要注意關(guān)鍵位置的引導(dǎo)，就能起到事半功倍的效果。

3、現(xiàn)在的學(xué)生善于合作，善于借助集體的力量完成學(xué)習(xí)任務(wù)，所以在教學(xué)中多設(shè)置探究題目，讓學(xué)生探究得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，還能提高教學(xué)效果。

第四篇：【精品】高中物理(人教版)選修3-1 優(yōu)秀教案--3.5《磁場對運動電荷的作用力》

選修3-1第三章 3．5 磁場對運動電荷的作用

一、教材分析

洛侖茲力的方向是重點，實驗結(jié)合理論探究洛侖茲力方向，再由安培力的表達式推導(dǎo)出洛侖茲力的表達式的過程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機會，一定要讓全體學(xué)生都參與這一過程。

二、教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識與技能

1、理解洛倫茲力對粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，粒子在勻磁場中做勻速圓周運動.3、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會用它們解答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理、及用途。

（二）過程與方法

通過綜合運用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識解決帶電粒子在復(fù)合場（電場、磁場）中的問題.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.（三）情感態(tài)度與價值觀

通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)，充分了解科技的巨大威力，體會科技的創(chuàng)新歷程。

三、教學(xué)重點難點

重點：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑和周期公式，并能用來分析有關(guān)問題.難點：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.四、學(xué)情分析

本節(jié)是安培力的延續(xù)，又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場中運動的基礎(chǔ)，還是力學(xué)分析中重要的一部分。學(xué)好本節(jié)，對以后力學(xué)綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關(guān)系解力學(xué)問題，有很大的幫助。

五、教學(xué)方法

實驗觀察法、邏輯推理法、講解法

六、課前準(zhǔn)備

1、學(xué)生的準(zhǔn)備：認(rèn)真預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容

2、教師的準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案 演示實驗

七、課時安排： 1課時

八、教學(xué)過程

（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

（二）情景引入、展示目標(biāo)

前面我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用力，下面思考兩個問題：

（1）如圖，判定安培力的方向

下面我們來討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。

結(jié)論：F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直，可以不垂直。

洛倫茲力的大小

若有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中。

這段導(dǎo)體所受的安培力為

F安=BIL 電流強度I的微觀表達式為

I=nqSv 這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為

N=nLS。

安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS，所以每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為

F洛?F安nLS?BILnqvSLB??qvB nLSnLS當(dāng)運動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強度B的方向不垂直時，設(shè)夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為 F洛?qvBsin?

上式中各量的單位：

F洛為牛（N），q為庫倫（C），v為米/秒（m/s），B為特斯拉（T）

思考與討論：

同學(xué)們討論一下帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？ 教師引導(dǎo)學(xué)生分析得：

洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向，因此 洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對電荷不做功。思考：

2、電子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？

3、、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將_______ A．豎直向下沿直線射向地面

B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)

第五篇：高中物理 磁場對通電導(dǎo)線的作用力 教案（推薦）

3.4 磁場對通電導(dǎo)線的作用力

教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1、知道什么是安培力，會推導(dǎo)安培力公式F=BILsinθ。

2、知道左手定則的內(nèi)容，并會用它判斷安培力的方向。

3、了解磁電式電流表的工作原理。

（二）過程與方法

通過演示實驗歸納、總結(jié)安培力的方向與電流、磁場方向的關(guān)系——左手定則。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1、通過推導(dǎo)一般情況下安培力的公式F=BILsinθ，使學(xué)生形成認(rèn)識事物規(guī)律要抓住一般性的科學(xué)方法。

2、通過了解磁電式電流表的工作原理，感受物理知識的相互聯(lián)系。教學(xué)重點

安培力的大小計算和方向的判定。教學(xué)難點

用左手定則判定安培力的方向。教學(xué)方法

實驗觀察法、邏輯推理法、講解法 教學(xué)手段

蹄形磁鐵多個、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺、兩條平行通電直導(dǎo)線、投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 教學(xué)活動

教學(xué)活動

（一）引入新課

通過第二節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場對通電導(dǎo)線的作用力。安培在這方面的研究做出了杰出的貢獻，為了紀(jì)念他，人們把通電導(dǎo)線在磁場中所受的作用力叫做安培力。這節(jié)課我們對安培力作進一步的討論。

（二）進行新課

1、安培力的方向

演示實驗：

（1）改變電流的方向

現(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運動。（2）調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向

現(xiàn)象：導(dǎo)體又向相反的方向運動。

教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論

（1）安培力的方向和磁場方向、電流方向有關(guān)系。

（2）安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。

左手定則

通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關(guān)系，可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。

例：判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向。

通電平行直導(dǎo)線間的作用力方向如何呢？ 演示實驗：

（1）電流的方向相同時

現(xiàn)象：兩平行導(dǎo)線相互靠近。（2）電流的方向相反時

現(xiàn)象：兩平行導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離。

引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識進行分析

如圖，兩根靠近的平行直導(dǎo)線通入方向相同的電流時，它們相互間的作用力的方向如何?

說明：分析通電導(dǎo)線在磁場中的受力時，要先確定導(dǎo)線所在處的磁場方向，然后根據(jù)左手定則確定通電導(dǎo)線的受力方向。

2、安培力的大小

通過第二節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道，垂直于磁場B放置的通電導(dǎo)線L，所通電流為I時，它在磁場中受到的安培力

F=BIL

當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線平行時，導(dǎo)線受力為零。

問題：當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)線方向成夾角θ時，導(dǎo)線受的安培力多大呢？ 教師投影圖3.4-4，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：

將磁感應(yīng)強度B分解為與導(dǎo)線垂直的分量B?和與導(dǎo)線平行的分量B//，則，B??Bsin?

B//?Bcos?

因B//不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受安培力是B?產(chǎn)生的，故安培力計算的一般公式為：

F?ILBsin?板書

3、磁電式電流表

中學(xué)實驗室里使用的電流表是磁電式電流表，下面我們來學(xué)習(xí)磁電式電流表的工作原理。（1）電流表主要由哪幾部分組成的？

投影圖3.4-5。

電流表由永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六部分組成。

（2）什么電流表可測出電流的強弱和方向？

磁場對電流的作用力和電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大，因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。當(dāng)線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。

（3）電流表中磁場分布有何特點呢？為何要如此分布？ 電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的。如圖。

所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度。該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應(yīng)強度B的大小是相等的。這樣的磁場，可使線圈轉(zhuǎn)動時，它的兩個邊所經(jīng)過的位置磁場強弱都相同，從而使表盤的刻度均勻。（4）磁電式儀表的優(yōu)缺點是什么？

磁電式儀表的優(yōu)點是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱（幾十微安到幾毫安）。如果通過的電流超過允許值，很容易把它燒壞。課堂訓(xùn)練

1、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是_______。

A．靜止不動 B．向紙外平動

C．N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動 D．N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動

2、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。

3、如圖所示，一根長為L的細(xì)鋁棒用兩個倔強系數(shù)為k的彈簧水平地懸吊在勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)棒中通以向右的電流I時，彈簧縮短Δy；若通以向左的電流，也是大小等于I時，彈簧伸長Δy，則磁感應(yīng)強度B為_______