第一篇:2.3 洛倫茲力教案
3.3
洛侖茲力和顯像管
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)了解磁鐵使陰極射線管中電子流偏轉(zhuǎn)的原理,以及洛倫茲力的應(yīng)用。(2)學(xué)習(xí)和理解洛倫茲力的表達式和方向的判斷方法。(3)學(xué)會利用洛倫茲力原理解決相關(guān)問題。
2、過程與方法
(1)仔細(xì)觀察磁體對電子流作用的實驗現(xiàn)象,并認(rèn)真參與到洛倫茲力表達式推導(dǎo)的過程。(2)通過這節(jié)的觀察、分析、推理和總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維方法和能力
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)播放極光和電視直播圖片,增進學(xué)生對自然科學(xué)的探究興趣,及對生活和科學(xué)的熱愛。
(2)通過本節(jié)的觀察和探究,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)態(tài)度。
(3)本節(jié)把自然、生活、實驗同基本的科學(xué)原理緊密結(jié)合在一起,培養(yǎng)學(xué)生將現(xiàn)象與理論結(jié)合得到真理的辨證哲學(xué)觀。
一、教學(xué)方法
演示法、講授法、探究法
二、教具與媒體
永磁體、高壓電源、陰極射線管、多媒體及課件
三、教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
1、播放兩張極光圖片。注釋:南北極出現(xiàn)絢麗多彩的極光。提問:想知道極光是怎樣形成的嗎?
2、播放一張電視直播圖片。注釋:電視給人們的生活帶來變化和舒適。提問:想知道電視是怎樣顯現(xiàn)圖像的嗎?
導(dǎo)語:美妙的大自然和舒適的現(xiàn)代生活背后,蘊藏著樸素的科學(xué)原理。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)磁場對運動電荷的作用。
(二)進入新課,科學(xué)探究
1、實驗
在第一節(jié)我們知道磁場對電流產(chǎn)生安培力,而電流是自由電荷定向運動形成的。那么,磁場會不會對運動電荷產(chǎn)生作用呢?
給陰極射線管兩端接上高壓電源,電子從陰極射向陽極,形成電子流。電子流側(cè)射在熒光板上使其發(fā)光,顯示出電子流的軌跡。
未加磁場時,電子流的軌跡是一條直線。
圖1 陰極射線管
① 把一條形磁鐵N極靠近電子流,電子流向下 偏移;用S極,電子流又向上偏移。
結(jié)論:運動電荷在磁場中受到作用力,力的方向跟磁場方向有關(guān)。
2、洛倫茲力
(1)含義:運動電荷在磁場中受到的力
(2)大小:①洛倫茲力與安培力:當(dāng)大量電荷定向運動時,每個運動電荷受到的洛倫茲力疊加起來,在宏觀上表現(xiàn)為安培力。②公式的推導(dǎo):
通電導(dǎo)線與磁場垂直時,導(dǎo)線受到的安培力為
F安?IlB
那么導(dǎo)線中運動電荷洛倫茲力又為多少呢?
如圖2所示,設(shè)有一通電導(dǎo)體垂直置于磁場中,圖2安培力與洛倫茲力 導(dǎo)體中單位體積的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,電荷的速率為v,在時間t內(nèi),橫截面S上的電荷通過的位移為l?vt,通過的體積V?Sl?Svt,則體積V內(nèi)的電荷數(shù)目為:
N?n?V?nSvt 總電荷量為
Q?Nq?qnSvt
電荷定向運動產(chǎn)生的電流為
I?Q?nqvS t這就是電流的微觀表達式。安培力的公式又可寫為
F安?IlB?(nqvS)(vt)B
又F安為N個F洛疊加起來的合力,有
F安?NF洛
所以
F洛?F安N?(qnvS)(vt)B?qvB
nSvt這就是v與B垂直時,運動電荷的洛倫茲力公式。② 特殊式:v?B,F洛?qvB
③ 一般式:v與B夾角為?時(如圖4),將B分解為平行于v分量B∥= Bcos?,B∥不產(chǎn)生洛倫茲力;垂直于v
n,B?產(chǎn)生的洛倫茲力 的分量B??Bsi?F洛?qvBsin?
圖3
v與B夾角為? ??qvB 2 這就是v與B夾角為?時,洛倫茲力的一般表達式。
(3)方向:洛倫茲力的方向用左手定則判斷:讓磁感線垂直穿過左手心,四指指向正電荷運動方向,拇指指向洛倫茲力方向。負(fù)電荷的受力方向與正電荷相反。如圖4所示 討論:①F洛跟B、v垂直
②F洛只改變v方向而不改變大小 ③F洛永不做功,P?F洛v?cos90?=0
圖4判斷洛倫茲力方向 課堂練習(xí):
1.電子以初速度V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變.B.磁場對電子的作用力始終不做功
C.洛倫茲力的功率為 P?F2洛v?qvB
D.電子的動能始終不變
2、課本123頁例題
3、洛倫茲力的應(yīng)用
(1)解釋極光現(xiàn)象:利用運動電荷在磁場中受力可解釋極光現(xiàn)象。來自太陽的高速帶電粒子到達南北極上空,在地磁場中粒子受洛倫茲力而偏轉(zhuǎn),再與空氣分子碰撞而使空氣發(fā)出耀眼奪目的極光。
(2)制成電視顯像管:顯像管中陰極發(fā)出的電子在磁場中偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)后的電子打在熒光屏上各個區(qū)域,使熒光屏發(fā)光,顯現(xiàn)出各類圖像。
第二篇:公開課洛倫茲力教案
5.5探究洛倫茲力
第一課時
知識與技能目標(biāo)
1、通過實驗探究,認(rèn)識洛倫茲力,會判斷洛倫茲力的方向;
2、理解洛倫茲力的推導(dǎo)過程,會計算洛倫茲力的大小。
過程與方法
觀察實驗現(xiàn)象,思考總結(jié)洛倫茲力的左手定則;理論推導(dǎo)→洛倫茲力的大小 情感態(tài)度價值觀
讓學(xué)生親身感受物理科學(xué)探究活動,理論推導(dǎo)學(xué)習(xí)物理。教學(xué)過程
讓學(xué)生觀察多媒體中有趣的極光現(xiàn)象(磁場對電粒子作用形成)地球:大磁體
太空存在一些高速帶電粒子 復(fù)習(xí):
學(xué)習(xí)安培力:磁場對電流的作用
電流:定向移動的電荷形成 思考:“磁場對電流的安培力”與“磁場對自其中運動電荷的作用力”之間的關(guān)系? 引出洛倫茲力f洛(N)
洛倫茲力
f洛?方向大小
本節(jié)課從“方向”和“大小”兩個方面認(rèn)識洛倫茲力。
一、洛倫茲力的方向
觀察實驗,回答課本P116?117三個問題。
(1)、無磁場時:徑跡為直線
(2)、加磁場時:電子束偏轉(zhuǎn)
(3)、調(diào)換磁場方向:電子束偏轉(zhuǎn)方向改變 學(xué)生思考:由以上能得到什么結(jié)論? 安培力:F?I,F?B?左手定則
洛倫茲力f洛:f洛??,f洛?B(能否用左手定則判斷?)學(xué)生根據(jù)安培力的左手定則總結(jié)洛倫茲力的左手定則。
洛倫茲力的方向符合左手定則:
——伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,磁感線穿過手心(保證磁感線與大拇指垂直),四指指向正電荷運動的方向,那么,拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向.
對于負(fù)電荷呢? 練習(xí):剛才實驗(電子束所受到洛倫茲力的方向)
二、洛倫茲力的大?。╒⊥B)
學(xué)生討論完成理論推導(dǎo)
設(shè):導(dǎo)線內(nèi)單位體積內(nèi)的電荷數(shù)為n,每個電荷的電量為q,電荷定向運動的速度為v,陰影部分導(dǎo)線內(nèi)電荷數(shù)為N 導(dǎo)線中的電流:I?nqsv
所受到的安培力:F?BIL?BnqsvL 運動電荷的總數(shù):N?nsL
F單個運動電荷所受到的作用力:f?N?qvB
洛倫茲力的大?。河懻摚寒?dāng)v?B時,當(dāng)v//B時,f洛?qvB
f洛?qvB
f洛?0
當(dāng)v與B的夾角θ時,f洛?qvBsin?
回頭來想想:f洛?qvB與F?BIL的關(guān)系
1、安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)
2、洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)
隨堂練習(xí):導(dǎo)學(xué)案第2題
審題分析:從題目讀出題眼:帶電粒子沿直線運動
從圖知:在此空間存在著電場和磁場→即存在電場力和洛倫茲力 由以上可知:要求洛倫茲力和電場力處于二力平衡 所以列方程:qE?qvB
v?EB
(只與電場強度和磁感應(yīng)強度有關(guān))解得作業(yè):課本P1201、2
第三篇:3.5《探究洛倫茲力》教案
3.4洛倫茲力
范波
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1、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。
2、理解洛倫茲力對運動電荷不做功。
3、了解速度選擇器。
(二)過程與方法
通過觀察電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)研究洛倫茲力的方向,體驗研究物理學(xué)的實驗方法。
對比安培力與洛倫茲力,從理論上到處洛倫茲力公式,認(rèn)識科學(xué)探究方法的多樣性。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
由實驗觀察得知洛倫茲力的存在,培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。
由理論推導(dǎo)得出洛倫茲力大小的公式,養(yǎng)成嚴(yán)密推理的科學(xué)作風(fēng)。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)過程
(一)引入新課 教師:(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
解答如下:
-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??? 學(xué)生解答:
F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 答:導(dǎo)線受的安培力大小為4×10-3 N。(2)電流是如何形成的?
學(xué)生:電荷的定向移動形成電流。教師: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? 學(xué)生: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。
教師: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。
學(xué)生:觀察實驗現(xiàn)象。
實驗結(jié)果:在沒有外磁場時,電子束沿直線運動,將條形磁體靠近陰極射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。
學(xué)生分析得出結(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
教師講述: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)。
我們用安培定則判斷安培力的方向,因此可以用安培定則判斷洛倫茲力的方向。(投影)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。
[投影片出示練習(xí)題]
(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 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。
2、洛倫茲力的大小
教師:現(xiàn)在我們來研究洛倫茲力的大小。
如圖,以一根長為L,橫截面積為S、通過的電流為I的導(dǎo)線為研究對象,請你完成如下問題:
(1)(2)(3)(4)設(shè)導(dǎo)線中單位體積內(nèi)所含的自由電荷數(shù)為n,每個電荷的電荷量為q,電荷定向移動的平均速率為v,如何計算通過導(dǎo)線的電流I?
設(shè)直線導(dǎo)線處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,電流與磁場方向垂直,如何求出該段電流受到的安培力F?
如何計算該段導(dǎo)線中總的自由電荷數(shù)N?
若把安培力F看作是作用在每個運動電荷上的洛倫茲力f的矢量和,能求出f嗎?
F洛?F安nLS?BILnLS?nqvSLBnLS?qvB
教師: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多大?
F洛?qvBsin?
教師指出:上式中各量單位:F洛為牛(N),q為庫倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T)
投影片出示課本例題并引導(dǎo)得出速度選擇器原理。
3、帶電粒子在磁場中的運動
F洛=qvB=mv2/R
R=mv2/qB T=2πR/v=2πm/qB
第四篇:洛倫茲力教案
第2節(jié)
磁場對運動電荷的作用
一、教材分析
本節(jié)選自高中物理選修3—1(山東科學(xué)技術(shù)教育出版社)第6章《磁場對電流和運動電荷的作用》的第2節(jié)。這節(jié)內(nèi)容從磁鐵偏轉(zhuǎn)電子流這一實驗現(xiàn)象出發(fā),經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理得到磁場對運動電荷的作用力的公式,及其作用力的方向判斷,最后列舉例題,加深學(xué)生對知識的鞏固。
二、學(xué)情分析
探究洛倫茲力所需要的知識和原理包括安培力公式、電流的微觀表達式以及磁感應(yīng)強度等,在本節(jié)之前電場、磁場的學(xué)習(xí)中均有涉及。因此,學(xué)生應(yīng)該具備相應(yīng)的知識基礎(chǔ)參與本節(jié)的探究過程。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)了解磁鐵使陰極射線管中電子流偏轉(zhuǎn)的原理,以及洛倫茲力的應(yīng)用。(2)學(xué)習(xí)和理解洛倫茲力的表達式和方向的判斷方法。(3)學(xué)會利用洛倫茲力原理解決相關(guān)問題。
2、過程與方法
(1)仔細(xì)觀察磁體對電子流作用的實驗現(xiàn)象,并認(rèn)真參與到洛倫茲力表達式推導(dǎo)的過程。(2)通過這節(jié)的觀察、分析、推理和總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的思維方法和能力
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)播放極光和電視直播圖片,增進學(xué)生對自然科學(xué)的探究興趣,及對生活和科學(xué)的熱愛。
(2)通過本節(jié)的觀察和探究,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)態(tài)度。
(3)本節(jié)把自然、生活、實驗同基本的科學(xué)原理緊密結(jié)合在一起,培養(yǎng)學(xué)生將現(xiàn)象與理論結(jié)合得到真理的辨證哲學(xué)觀。
四、教學(xué)方法
演示法、講授法、探究法
五、教具與媒體
永磁體、高壓電源、陰極射線管、多媒體及課件
六、教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
1、播放兩張極光圖片。注釋:南北極出現(xiàn)絢麗多彩的極光。提問:想知道極光是怎樣形成的嗎?
2、播放一張電視直播圖片。注釋:電視給人們的生活帶來變化和舒適。提問:想知道電視是怎樣顯現(xiàn)圖像的嗎?
導(dǎo)語:美妙的大自然和舒適的現(xiàn)代生活背后,蘊藏著樸素的科學(xué)原理。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)磁場對運動電荷的作用。
(二)進入新課,科學(xué)探究
1、實驗
在第一節(jié)我們知道磁場對電流產(chǎn)生安培力,而電流是自由電荷定向運動形成的。那么,磁場會不會對運動電荷產(chǎn)生作用呢?
給陰極射線管兩端接上高壓電源,電子從陰極射向陽極,形成電子流。電子流側(cè)射在熒光板上使其發(fā)光,顯示出電子流的軌跡。
① 未加磁場時,電子流的軌跡是一條直線。② 把一條形磁鐵N極靠近電子流,電子流向下 偏移;用S極,電子流又向上偏移。
結(jié)論:運動電荷在磁場中受到作用力,力的方向跟磁場方向有關(guān)。
圖1 陰極射線管
2、洛倫茲力
(1)含義:運動電荷在磁場中受到的力
(2)大?。孩俾鍌惼澚εc安培力:當(dāng)大量電荷定向運動時,每個運動電荷受到的洛倫茲力疊加起來,在宏觀上表現(xiàn)為安培力。②公式的推導(dǎo):
通電導(dǎo)線與磁場垂直時,導(dǎo)線受到的安培力為
F安?IlB
那么導(dǎo)線中運動電荷洛倫茲力又為多少呢?
如圖2所示,設(shè)有一通電導(dǎo)體垂直置于磁場中,圖2安培力與洛倫茲力 導(dǎo)體中單位體積的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,電荷的速率為v,在時間t內(nèi),橫截面S上的電荷通過的位移為l?vt,通過的體積V?Sl?Svt,則體積V內(nèi)的電荷數(shù)目為:
N?n?V?nSvt 總電荷量為
Q?Nq?qnSvt
電荷定向運動產(chǎn)生的電流為
I?Q?nqvS t這就是電流的微觀表達式。安培力的公式又可寫為
F安?IlB?(nqvS)(vt)B
又F安為N個F洛疊加起來的合力,有
F安?NF洛
所以
F洛?F安N?(qnvS)(vt)B?qvB
nSvt這就是v與B垂直時,運動電荷的洛倫茲力公式。③ 特殊式:v?B,F洛?qvB
④ 一般式:v與B夾角為?時(如圖4),將B分解為平行于v分量B∥= Bcos?,B∥不產(chǎn)生洛倫茲力;垂直于v的分量B??Bsin?,B?產(chǎn)生的洛倫茲力
F洛?qvBsin? ??qvB這就是v與B夾角為?時,洛倫茲力的一般表達式。
圖v
與B夾角為?
(3)方向:洛倫茲力的方向用左手定則判斷:讓磁感線垂直穿過左手心,四指指向正電荷運動方向,拇指指向洛倫茲力方向。負(fù)電荷的受力方向與正電荷相反。如圖4所示 討論:①F洛跟B、v垂直
②F洛只改變v方向而不改變大小 ③F洛永不做功,P?F洛v?cos90=0
圖4判斷洛倫茲力方向 課堂練習(xí):
1.電子以初速度V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變.B.磁場對電子的作用力始終不做功
C.洛倫茲力的功率為 P?F洛v?qv2B
D.電子的動能始終不變
2、課本123頁例題
?
3、洛倫茲力的應(yīng)用
(1)解釋極光現(xiàn)象:利用運動電荷在磁場中受力可解釋極光現(xiàn)象。來自太陽的高速帶電粒子到達南北極上空,在地磁場中粒子受洛倫茲力而偏轉(zhuǎn),再與空氣分子碰撞而使空氣發(fā)出耀眼奪目的極光。
(2)制成電視顯像管:顯像管中陰極發(fā)出的電子在磁場中偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)后的電子打在熒光屏上各個區(qū)域,使熒光屏發(fā)光,顯現(xiàn)出各類圖像。
七、板書設(shè)計
第2節(jié)
磁場對電荷的作用
1、實驗
結(jié)論:磁場對運動電荷產(chǎn)生作用
2、洛倫茲力
(1)含義:運動電荷在磁場中受到的力(2)大?。孩貴安為F洛的宏觀表現(xiàn) ②推導(dǎo)
③特殊式:v?B時,F(xiàn)洛=qvB
④一般式:v與B夾角為?時,F(xiàn)洛=qvBcos?
(3)方向:左手定則:磁感線垂直穿過左手心,四指指向電流方向,拇指指向洛倫茲力方向
第五篇:洛倫茲力的教學(xué)設(shè)計
探究洛倫茲力的教學(xué)設(shè)計
寧陜中學(xué):周 華
★教學(xué)目標(biāo)(1)知識與技能
1、知道什么是洛倫茲力,會判斷洛倫茲力的方向;
2、知道洛倫茲力大小的推導(dǎo)過程;(2)過程與方法:
1、通過對安培力產(chǎn)生原因的猜測,培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想和猜測能力;
2、通過演示實驗,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
3、通過類比的方法培養(yǎng)學(xué)生通過舊知識獲得新知識的能力
4、通過推導(dǎo)洛倫茲力的公式,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力;(3)情感態(tài)度與價值觀:
培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法,引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、推理,通過實驗驗證,使學(xué)生認(rèn)識到洛倫茲力的存在?!锝虒W(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?!锝虒W(xué)難點
洛倫茲力大小推導(dǎo)過程 ★教學(xué)方法
實驗觀察法、講述法、分析推理法 ★教學(xué)用具:
電子射線管、電源、磁鐵、投影儀、投影片 ★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師:(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
學(xué)生上黑板做,解答如下:
(2)電流是如何形成的? 學(xué)生:電荷的定向移動形成電流。
教師: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?
學(xué)生: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
教師: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。
學(xué)生:觀察實驗現(xiàn)象。
實驗結(jié)果: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。
學(xué)生分析得出結(jié)論:磁場對運動電荷有作用。
(二)進行新課 洛倫茲力的方向和大小
教師講述: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)。
我們用左手定則判斷安培力的方向,因此可以用安培定則判斷洛倫茲力的方向。
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。
[投影片出示練習(xí)題]
(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。
學(xué)生解答:
甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上; 乙中負(fù)電荷所受的洛倫茲力方向向上;
丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向紙內(nèi); 丁中負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙外 教師: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。
學(xué)生: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。
教師:現(xiàn)在我們來研究洛倫茲力的大小。
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。
教師:這段導(dǎo)體所受的安培力為多大? 學(xué)生:F安=BIL
教師:電流強度I的微觀表達式是什么? 學(xué)生:I的微觀表達式為I=nqSv
教師:這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)? 學(xué)生:這段導(dǎo)體中含有的電荷數(shù)為nLS。
教師:每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大?
學(xué)生: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
F洛?F安nLS?BILnqvSLB??qvB nLSnLS教師: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多大? 學(xué)生:F洛?qvBsin?
(三)課堂小結(jié):
本節(jié)主要介紹了洛倫茲力的概念以及洛倫茲力方向和洛倫茲力大小的推導(dǎo)公式
(四)課堂檢測:
【例題1】判斷圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向 :
【例題2】依運動軌跡,判斷圖中帶電粒子的電性。
【例題3】質(zhì)量為m,帶電量為q的帶電粒子,以速率v垂直進入如圖所示的勻強磁場中,恰好做勻速直線運動.求:磁場的磁感應(yīng)強度及帶電粒子的電性.
解:由于物體所受重力的方向豎直向下,所以洛倫茲力的方向一定豎直向上,這樣才能使物體做勻速直線運動。物體帶正電。
f?qvB?mgmgB?qv(五)板書設(shè)計:
一、洛倫茲力:磁場對運動電荷的作用力 ★:安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。
二、洛侖茲力的方向:
左手定則-------伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,且處于同一平面內(nèi),磁感線垂直穿過手心,四指指向正電荷運動的方向,那么,拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向.
★
若是負(fù)電荷運動的方向,那么四指應(yīng)指向其反方向 三:洛侖茲力的大小
1、f=qvB(B與V垂直),2、f=0(B與V平行)
3、f=qvBsinθ(θ為v與B的夾角)
(六)教學(xué)反思:
本節(jié)課內(nèi)容有點多,所以在處理洛倫茲力大小時,時間有點緊。學(xué)生在展示時時間不夠,且應(yīng)該讓多讓幾個學(xué)生上來推導(dǎo),然后再進行評議。下次再講時內(nèi)容安排少一點。