第一篇：磁場對運動電荷的作用力(洛倫茲力)

《磁場對運動電荷的作用力》教學設計

安徽省碭山中學物理組 周分工

一、教學目標

（一）知識與技能

1．知道什么是洛侖茲力，會用左手定則判定洛侖茲力方向，會計算洛倫茲力大小。

2．由安培力大小推導運動電荷所受的洛侖茲力大小，培養(yǎng)學生的遷移能力。

（二）過程與方法

1．通過復習安培力方向，電流與電荷運動方向的關系，猜想洛倫茲方向，再利用實驗加以探究驗證，使學生對安培力和洛倫茲力有統(tǒng)一認識。

2．通過復習安培力大小，電流微觀表達式，理論推導洛倫茲力大小，讓學生意識到安培力是洛倫茲力的宏觀表現。

3．通過思考討論的方式認識洛倫茲力的作用效果。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1．通過實驗探究培養(yǎng)學生科學分析的習慣，即“假設──推理──實驗驗證”。

2．從安培力的角度研究洛倫茲力的方向、大小，使其學生建立宏觀、微觀的概念，感受物理規(guī)律的統(tǒng)一美。

二、教學重點、難點：洛倫滋力的大小和方向

三、教具：高壓感應圈，陰極射線管，條形磁鐵等

四、教學過程

1．習題導入

習題：如圖1，電子束水平向右從小磁針上方飛過，試判斷小磁針

極如何偏轉？

通過此題引導學生體會：

（1）“運動的電荷”可等效成“電流”，且等效電流方向與正電荷運動方向相同，與負電荷運動方向相反。

（2）運動電荷如同電流一樣，可在周圍產生磁場。

師：磁場對電流有安培力作用，“運動的電荷”可等效成“電流”，容易想到：磁場對“運動電荷”有無力的作用？（讓學生短時間思考猜測）

2．實驗探究

師：介紹實驗裝置 高壓圈 陰極射線管

演示：不加磁場時，電子不受力，作直線運動，如圖2；拿一條形磁鐵靠近玻璃管，運動的電子處在磁場中，觀察發(fā)生的現象，如圖

3圖2 圖3

生：電子發(fā)生了偏轉

師：這說明了什么？

生：磁場對運動的電子有力的作用

師：磁場對運動電荷確實有力的作用。荷蘭物理學家洛倫茲首先提出：運動電荷能產生磁場；磁場對運動電荷有力的作用。物理學上把磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力．

教師引導學生：認識一種新的力應研究它的三要素。

3．洛倫茲力方向的判斷

回憶安培力方向判斷方法──左手定則內容，結合習題結論：等效電流方向與正電荷運動方向相同，與負電荷運動方向相反，引導學生猜測：洛倫茲力方向也可用左手定則判斷。磁感線垂直穿過左手心，四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，拇指指應為洛倫茲力方向

實驗驗證：如圖4，讓條形磁鐵的N極正對電子束，觀察電子偏轉方向，與用左手定則判斷的結果一致；如圖5，讓S極正對電子束，重復驗證。

圖4 圖5

總結歸納：洛倫茲力方向由左手定則判定。磁感線垂直穿過左手心，四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，那么拇指的指向就是洛倫茲力的方向。

嘗試應用：試判斷圖6中帶電粒子剛進入磁場時所受洛倫茲力的方向

4．洛倫茲力大小的計算

圖6

如圖7，大量電荷定向移動形成電流，把電流垂直放入磁場中，每一個運動電荷都要受到洛倫茲力，這些洛倫茲力的集體（宏觀）表現就是安培力。

引導學生回答下列問題：

（1）若圖7中的一段導線內有（（2）若圖7中導線長設為（（3）每個自由電荷的電量為，圖7中的總電量

為多少？（）），電流設為，磁感應強度為，導線所受安培力多大？）

個自由電荷，則安培力與洛倫茲大小有什么關系？

電荷定向移動的速率為，這些電量全部從

通過，用時多少？（）

電流如何表達？（師：根據上述條件，能否推導出

生：

師：上述推導中與）的計算式？

在方向有什么要求？

生：電荷運動方向應當與磁場方向垂直。

總結：當電荷運動方向與磁場垂直時：、練習2．電子的速率,沿著與磁場垂直的方向射入的勻強、，上述各物理量的單位分別為：、磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？電子的質量，它受到的重力是多大？，通過此題一方面讓學生熟悉洛倫茲力的公式，另一方面讓學體會分析演示實驗時，重力可以忽略的原因。

師：當電荷的運動方向與磁場方向平行時，是否受洛倫茲力呢？

生：不受，因為前節(jié)已證明當通電導體和磁場平行時，磁場對導體沒有作用力。

總結：當電荷運動方向與磁場方向平行時，受到的洛侖茲力等于零；當電荷運動方向與磁場方向垂直時，受到的洛侖茲力

思考討論：當電荷運動方向與磁場方向成角時，受到的洛倫茲力多大？（提示：分解速度或磁感應強度）

5．洛倫茲力作用效果

討論：洛倫茲力方向與電荷運動方向有何關系？

洛倫茲是否對電荷做功？

洛倫茲力對電荷速度大小、方向有何影響？

6．結課，布置作業(yè)。

第二篇：課堂大賽教學心得--磁場對運動電荷的洛倫茲力

課堂大賽教學心得

彭東厚

一、結果為過程

按照教材和大綱的要求，本節(jié)課學生只要會用左手定則來判斷洛倫茲力的方向，會用F=qVB來計算洛倫茲力的大小就已經達到了教學目的，教材上有些知識內容沒有介紹推理過程，是直接給出的.為了讓學生成為教學活動的主體，為此，在這節(jié)課的教學設計中，我改“講”為“學”，把教學目標的重點由學習具體的物理知識變?yōu)樘剿髦R的過程.教材直接給出了洛倫茲力用左手定則來判斷，在處理這部分內容時，我以判斷安培力的左手定則為切入點，啟發(fā)學生去分析探索實驗、去發(fā)現總結規(guī)律，由電流的方向與正電荷的定向移動方向相同，得出運動電荷所受洛倫茲力的方向也可用左手定則來判斷這一結論.避免了學生在聽講過程中被動地被拖著走的現象，學生能主動思考，自覺成為發(fā)現知識的主體.在推導洛倫茲力大小F=qVB時，把推導過程大膽地交給學生，通過知識再現、設疑提問和學生討論等方法，實現知識遷移，再通過視頻展臺點評學生的推導過程，得出關系式F=qVB，使學生從老師的評價中得到啟發(fā)，受到激勵，實現引導學生主動學習的目的.從學生回答的問題和推導過程看，教學效果很好.把結果變成教學過程的動態(tài)延伸，這不僅給學生提供了積極思維的時間和空間，而且在探索知識的過程，培養(yǎng)了學生具有掌握知識、分析知識、更新知識的能力.二、問題為紐帶

課堂提問是一種由教學目標決定的，有目的有計劃的重要教學手段，好的提問能集中學生的思維并使教學有序有效地朝著教學目標發(fā)展，相反，問題缺乏思維的啟發(fā)性和針對性，提出的問題過頻過急而使學生被動地跟著問題轉，或使學生不知所云，無從回答，就會導致教學時間的浪費和教學效率的低下.讓學生帶著問題走進教室，實際上已經激發(fā)了學生的求知欲，在這種情境下的教學，適時的、有針對性的設疑提問，有助于形成結論.例如，引課時用到的：磁場為什么會對通電導線有力的作用？這個力是不是作用在運動電荷上的？如果是，大小等于多少，方向又如何判斷？這樣就使提問具有了探討性.如果用“磁場為什么會對通電導線有力的作用？”來引入新課，問題就只有復習記憶功能.再如，要驗證“猜想”的正確性，我提出：要完成這個實驗，應做哪幾方面的準備？學生很容易回答出“需要磁場和運動的電荷.”緊接著又問：“還有嗎？”在學生認為理所當然的情況下，再次提問，在看似沒有問題的地方發(fā)現問題，然后解釋：因為運動電荷是微觀粒子，還要有顯示其受力的辦法，很自然的為介紹電子射線管的結構做了鋪墊.在演示加磁場電子束發(fā)生偏轉這一實驗時，沒有直接給出結論，而是提出“電子束偏轉說明什么？”學生答“受力.”接下來又問：“為什么偏轉了就說明受力了？”學生答“速度方向改變，產生加速度，所以受到洛倫茲力的作用”.到此似乎應該結束，但接下來又提出：“這個力是誰施加的呢？”從而有效地鍛煉了學生捕捉信息的能力.種種類似問題的設計，既要根據教材和學生實際，想方設法挖掘學生創(chuàng)造性思維，又要使學生在解決教師設計的問題過程中，就能基本理解和掌握課本知識.教學設計中，小結后有兩個為下節(jié)課做鋪墊的問題：

1、帶電粒子在磁場中的運動軌跡是什么？是拋物線？還是圓？

2、洛倫茲力是否對運動電荷做功？總之，一節(jié)課的提問形成了一個服務于教學目標的問題網絡，這些問題的落實就達到了突破難點、強化重點的效果，而落實的過程就是學生積極思維、主動發(fā)現知識、形成自己能力的過程.三、多媒體課件的應用

所有參賽教師都使用了多媒體課件，由于我們平時課堂教學手段比較傳統(tǒng)、單一，多媒體課件的應用極大地調動了學生學習的積極性.利用課件介紹電子射線管的結構，清晰、醒目，效果好.物理學科是以實驗為基礎的學科，學生對物理概念和規(guī)律的理解和掌握，首先依靠對物理現象的真實感知，實驗過程中可能有誤差，但實驗給學生的感知卻是真切的，為此，我首先完成了通過電子射線管和感應圈獲得電子束，并且加磁場后發(fā)生偏轉的實驗，在實驗給學生提供了一個感性認識的基礎上，再切入課件，用左手定則解釋發(fā)生偏轉的原因，使瞬間的物理過程變得可控和有序，形象、具體，進一步加深了學生對知識的理解和掌握.在解釋“安培力是導體內大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現”，這一結論處，設計了一楨畫面：通電導線垂直磁場，受到安培力的作用，看導線的切面圖，每個電子定向移動的方向與電流方向相反，每個運動電荷受洛倫茲力的合力就是導線所受安培力，這一結論，通過畫面就變得一目了然，無須另做解釋，學生就已經對安培力的微觀本質有了清晰準確的認識，有了更深層次的理解.用多媒體課件處理習題部分，既節(jié)省時間，又增大了課堂的容量，鞏固練習不追求題量，而是一題多變，在練習左手定則的應用時，不單純判斷運動電荷受到洛倫茲力的方向，還判斷電荷的電性及速度方向，增強了問題的靈活性，培養(yǎng)了學生對知識的遷移能力.應用課件方便、快捷，教學反饋效果很好！本次參賽用的課件力求主體突出、科學性、實用性、可視性強，沒有分散學生注意力的干擾畫面，畫面間切換方便、及時，力求與學生的思維同步.這些都為完成本節(jié)課的教學內容起到了很好的輔助作用.多媒體課件在公開課中不可不用，但不可濫用，不能替代教師和實驗.因為教學過程中的方法啟示和能力培養(yǎng)，師生思想感情的交融等，都不是多媒體課件所能替代的.比賽已落下帷幕，回顧從備課到比賽的全過程，感觸很深，一節(jié)好課，離不開從上到下的關懷，是相關科之間的協作的結果.

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》

我的說課分課標分析、教學資源、學情分析、教法學法、教學過程、設計體會六部分：

第一部分：課標分析：

本課的課標要求是：通過實驗，認識洛倫茲力，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原理以及在科學技術中的應用。

根據課標要求和我對教材的理解確定本節(jié)的教學目標如下：

（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，推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ

D、最后了解洛倫茲力的應用——電視顯像管中的磁偏轉

（3）情感態(tài)度與價值觀：

A、培養(yǎng)學生的科學思維和研究方法引導學生學會觀察、分析、推理；

B、培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神、自主學習探究的精神；

C、培養(yǎng)學生正確的學習態(tài)度，讓學生關注國內外科技發(fā)展的現狀與趨勢。

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

第二部分：教學資源：

1、教材資源：我使用的是普通高中課程標準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》的學習打基礎，而且在以后的力學綜合問題中經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，可見其重要性。

2、生活資源：電視機顯像管、陰極射線管、感應圈、學生電源、蹄形磁鐵，使學生領會物理與生活的聯系。

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

第三部分：學情分析：

（1）在知識上：學生已經對安培力有深刻的認識，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：學生對宏觀與微觀的聯系的理解比較困難，學生邏輯思維能力相對較差，為攻克這一難點，我根據學生的實際情況為學生搭梯子，創(chuàng)設問題情境來解決。

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

第四部分：教法和學法

從實際生活中的現象及所學的知識進行質疑→通過探究→來解疑，經歷多次的比較，使知識得到理解；學生通過觀察、分析、探究、討論、歸納總結完成本節(jié)的學習任務。

這樣設計符合新課改的學生為主體，教師為主導的精神，也符合學生的認知規(guī)律。

第五部分：教學過程

由于課堂教學是學生知識的獲得，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。為了達到預期的教學目標，我對整個教學過程進行了以下的設計：

（一）設置情境 引入新課（二）師生互動 探究新知

（三）聯系實際 照應開課（四）課堂小結 板書設計

（五）課外探究 發(fā)散思維

（一）設置情境 引入新課

為了提高學生學習興趣，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細的一束，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。這樣設計的原因之一是學生對宇宙的秘密比較向往，實際生活中的現象學生比較關注，容易把注意力從課下轉到課上來，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。原因之三是新課標提倡物理要與生活生產相聯系，這和新課標的精神相吻合。

（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，使學生獲得直觀的感性認識，我演示陰極射線在磁場中偏轉的實驗，提醒學生注意實驗中的v、B、偏轉方向的關系，根據演示實驗的結果引導學生探究用什么方法能直觀判斷洛倫茲力的方向？教師根據學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，到此學生結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，學生很容易提出質疑：那二者有何區(qū)別呢？由學生對比分析得出結論：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電荷運動的反方向，與等效電流的方向相同。為鞏固所學新知識，進行實戰(zhàn)演練（一）（二），這樣就進一步驗證了實驗的結果，會使學生對所得結論深信不疑。明確了二者的區(qū)別之后，引導學生進一步探究安培力與洛倫茲力的聯系，通過導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線所受安培力方向的關系就不難得出：安培力是洛倫茲力的宏觀表現，二者是宏觀與微觀、合力與分力的關系，為洛倫茲力大小的推導做好充分準備。這部分的設計也是新課改要求充分發(fā)揮學生的主體作用和教師主導作用的很好體現。

新知識二：洛倫茲力的大小

這是本課的難點，我結合教材中的思考與討論、根據學生的認識規(guī)律將復雜問題簡單化，設置四個小問題讓學生依次去探究：

導線的方向與磁場的方向垂直，即導線中電荷定向運動的方向與磁場的方向垂直。

設導線中每個帶電粒子定向運動的速度都是v，單位體積的粒子數為n，1、算出在時間t內的通過截面的粒子數？

2、如果粒子的電荷量記為q，由此可以算出q與電流I的關系？

3、寫出這段長為vt的導線所受的安培力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。

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

在得到結論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識磁：它只與運動的電荷有關，表現為公式中反映運動的物理量v，使所學知識得到升華。

因v與B不一定都垂直，讓學生根據安培力計算公式的推導去探究當B與v平行、一般情況下如何計算電荷所受的洛倫茲力？學生經過探究不難得出：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,為了加強學生對電場和磁場的區(qū)分和理解,可以讓學生去總結帶電粒子在電場和磁場中受力有何不同？使學生的思維得到發(fā)散。為了更好的學習下一節(jié)課，引導學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？引導學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,這樣也會使學生知道不能孤立的學習，要注意前后知識的聯系。

（三）聯系實際，照應開課

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

（四）課堂小結，板書設計

讓學生去總結本節(jié)課的主要內容。板書設計如下:

（五）課外探究，發(fā)散思維

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

這樣設計可以增強學生學習的興趣，開闊學生的視野，使學生的思維得到發(fā)散。

第六部分：設計體會

1、從學生的實際出發(fā)，來處理教材、選擇教法、指導學法。

2、學生的潛力是無窮的，教師在進行教學設計的過程中要注意關鍵位置的引導，就能起到事半功倍的效果。

3、現在的學生善于合作，善于借助集體的力量完成學習任務，所以在教學中多設置探究題目，讓學生探究得出結論，培養(yǎng)學生自主學習的能力，還能提高教學效果。

第四篇：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

教學目標

（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過程進一步培養(yǎng)學生的分析推理能力。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法：“推理—假設—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。教學方法

實驗觀察法、講述法、分析推理法 教學手段

電子射線管、電源、磁鐵、投影儀、投影片 教學活動

（一）引入新課

（復習提問）前面我們學習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，導線長L=10 cm，I=1 A。求：導線所受的安培力大?。?/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。

［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)現電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。

分析得出結論：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。通電導線在磁場中所受安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現。

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，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。

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

課堂訓練

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系。如圖所示。

結論：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的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中。

這段導體所受的安培力為 F安=BIL 電流強度I的微觀表達式為 I=nqSv 這段導體中含有自由電荷數為 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，這段導體中含有的自由電荷數為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當運動電荷的速度v方向與磁感應強度B的方向不垂直時，設夾角為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？

教師引導學生分析得：

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．相對于預定點稍向西偏轉

2、電視顯像管的工作原理

B．相對于預定地面向東偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉

在圖3.5－4中，如圖所示：

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

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。

學生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。

課堂訓練

1、關于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應強度B及粒子速度v三者之間的關系，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 C．若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉 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

第五篇：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，實驗結合理論探究洛侖茲力方向，再由安培力的表達式推導出洛侖茲力的表達式的過程是培養(yǎng)學生邏輯思維能力的好機會，一定要讓全體學生都參與這一過程。

二、教學目標：

（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問題.知道質譜儀的工作原理。

4、知道回旋加速器的基本構造、工作原理、及用途。

（二）過程與方法

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

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

三、教學重點難點

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，并能用來分析有關問題.難點：1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動.四、學情分析

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

五、教學方法

實驗觀察法、邏輯推理法、講解法

六、課前準備

1、學生的準備：認真預習課本及學案內容

2、教師的準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案 演示實驗

七、課時安排： 1課時

八、教學過程

（一）預習檢查、總結疑惑

（二）情景引入、展示目標

前面我們學習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，導線長L=10 cm，I=1 A。求：導線所受的安培力大??？（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。［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)現電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。

分析得出結論：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。通電導線在磁場中所受安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現。

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，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。

如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負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系。如圖所示。結論：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的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中。

這段導體所受的安培力為 F安=BIL 電流強度I的微觀表達式為 I=nqSv 這段導體中含有自由電荷數為 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，這段導體中含有的自由電荷數為nLS，所以每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為

當運動電荷的速度v方向與磁感應強度B的方向不垂直時，設夾角為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？ 教師引導學生分析得：

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．相對于預定地面向東偏轉 C．相對于預定點稍向西偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉

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，偏轉磁場應該沿什么方向？ 垂直紙面向外（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？ 垂直紙面向里（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該怎樣變化？ 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。學生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。

（四）反思總結、當堂檢測

（五）發(fā)導學案、布置作業(yè)

完成P103“問題與練習”第1、2、5題。書面完成第3、4題。

九、板書設計

1、洛倫茲力的方向：左手定則

2、洛倫茲力的大小：

3、電視顯像管的工作原理

十、教學反思

“思考與討論”在課堂上可組織學生開展小組討論，根據線索的實際情況靈活鋪設臺階，讓不同層次的學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 課前預習學案

一、預習目標

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、預習內容

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的磁場是由兩對線圈產生的,叫做偏轉線圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉線圈做成。

三、提出疑惑 課內探究學案

一、學習目標

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、學習過程

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．相對于預定地面向東偏轉 C．相對于預定點稍向西偏轉 D．相對于預定點稍向北偏轉

解答：。地球表面地磁場方向由南向北，電子是帶負電，根據左手定則可判定，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，磁感應強度為B，若小帶電體的質量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應該（）A．使B的數值增大

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：為使小球對平面無壓力，則應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 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

四、當堂檢測

1.一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉，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，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．由北向南飛行的負離子束

D．由南向北飛行的負離子束

3.電子以速度v0垂直進入磁感應強度為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，為了使電子流經過磁場時不偏轉（不計重力），則在磁場區(qū)域內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 課后練習與提高

1．有關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，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構示意圖,熒光屏平面位于坐標平面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原O使熒光屏的正中間出現一個亮點。當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強度B。為使熒光屏上出現沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運動)，偏轉磁場的磁感應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側來回往復運動，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 預習內容 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 當堂檢測

1、B；

2、AD；

3、Ａ、C；

4、C；

5、C； 課后練習與提高

1、ＢＤ

2、ＡＣ

3、Ａ

4、ＢＤ

5、Ａ

6、B

7、C