第一篇：粵教版選修1-1第一章第6節(jié)《洛倫茲力初探》教學(xué)設(shè)計(jì)2

高中物理粵教版教材高二年級選修1-1 第一章第6節(jié)《洛倫茲力初探》教學(xué)設(shè)計(jì)2

一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能：

（1）、通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識洛倫茲力，知道通電導(dǎo)線所受的安培力是運(yùn)動(dòng)電荷所洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

（2）、知道影響洛倫茲力方向的因素，了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理極其在技術(shù)中的應(yīng)用。2．過程與方法：

（1）、通過實(shí)驗(yàn)研究運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中的偏轉(zhuǎn)，簡單歸納出洛倫茲力的方向跟磁場方向、電磁運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納問題的能力。

（2）、熟悉幾種常見的顯象管的結(jié)構(gòu)和原理，認(rèn)識磁偏轉(zhuǎn)在顯象管中的應(yīng)用。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀：

通過實(shí)驗(yàn)以及對顯象管原理的了解，讓學(xué)生感悟科學(xué)是人類創(chuàng)造發(fā)明的基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)可以大大改善我們的生活，從而培養(yǎng)學(xué)生將物理問題應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。教學(xué)活動(dòng)

（一）引入新課

復(fù)習(xí)提問

1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向? 安培力的大?。篎=BIL 安培力的方向：左手定則（1）如圖，判定安培力的方向

2、磁場對電流有力的作用,電流是怎樣形成的呢? 電荷的定向移動(dòng)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(dòng)形成的，大家會(huì)想到什么？ 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。

（二）、新課教學(xué)

［演示實(shí)驗(yàn)］用陰極射線管研究磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用。

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(yùn)動(dòng)軌跡。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。

分析得出結(jié)論：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用。

1、洛倫茲力

運(yùn)動(dòng)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(shí)際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

2、洛倫茲力的方向

左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)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(yùn)動(dòng)的方向，那么，大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。洛倫茲力方向與磁場方向垂直，與電荷運(yùn)動(dòng)方向也垂直。

P21討論與交流

閱讀教材

磁偏轉(zhuǎn)和顯象管 介紹顯象管的結(jié)構(gòu)和工作原理

【課堂小結(jié):】

1、洛倫茲力

2、洛倫茲力方向與磁場方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系

洛倫茲

生平簡介

洛倫茲，H．A．(Hendrik Antoon Lorentz,1853～1928)，荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，1853年7月18日生于阿納姆，并在該地上小學(xué)和中學(xué)，成績優(yōu)異，少年時(shí)就對物理學(xué)感興趣，同時(shí)還廣泛地閱讀歷史和小說，并且熟練地掌握多門外語。他雖然生長在基督教的環(huán)境里，但卻是一個(gè)自由思想家。

1870年洛倫茲考入萊頓大學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理和天文。1875年獲博士學(xué)位。1877年，萊頓大學(xué)聘請他為理論物理學(xué)教授，這個(gè)職位最早是為J．D．范瓦耳斯設(shè)的，其學(xué)術(shù)地位很高，而這時(shí)洛倫茲年僅23歲。在萊頓大學(xué)任教35年，他對物理學(xué)的貢獻(xiàn)都是在這期間作出的。

1912年洛倫茲辭去萊頓大學(xué)教授職務(wù)，到哈勒姆擔(dān)任一個(gè)博物館的顧問，同時(shí)兼任萊頓大學(xué)的名譽(yù)教授，每星期一早晨到萊頓大學(xué)就物理學(xué)當(dāng)前的一些問題作演講。后來他還在荷蘭政府中任職，1919～1926年在教育部門工作，其間1921年起擔(dān)任高等教育部部長。

1911～1927年擔(dān)任索爾維物理學(xué)會(huì)議的固定主席。在國際物理學(xué)界的各種集會(huì)上，他經(jīng)常是一位很受歡迎的主持人。1923年國際科學(xué)協(xié)作聯(lián)盟委員會(huì)主席。他還是世界上許多科學(xué)院的外國院士和科學(xué)學(xué)會(huì)的外國會(huì)員。

洛倫茲于1928年2月4日在荷蘭的哈勃姆去世，終年75歲。為了悼念這位荷蘭近代文化的巨人，舉行葬禮的那天，荷蘭全國的電信、電話中止三分鐘。世界各地科學(xué)界的著名人物參加了葬禮。愛因斯坦在洛倫茲墓前致詞說：洛倫茲的成就“對我產(chǎn)生了最偉大的影響”，他是“我們時(shí)代最偉大、最高尚的人”。科學(xué)成就

1．創(chuàng)立電子論

認(rèn)為一切物質(zhì)分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子。把以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以太與電子的相互作用。這一理論成功地解釋了塞曼效應(yīng)，與塞曼一起獲1902年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

2．提出洛倫茲變換公式

1892年他研究過地球穿過靜止以太所產(chǎn)生的效應(yīng)，為了說明邁克孫-莫雷實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，他獨(dú)立地提出了長度收縮的假說，認(rèn)為相對以太運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)方向上的長度縮短了。1895年，他發(fā)表了長度收縮的準(zhǔn)確公式，即在運(yùn)動(dòng)方向上，長度收縮因子為。1899年，他在發(fā)表的論文里，計(jì)論了慣性系之間坐標(biāo)和時(shí)間的變換問題，并得出電子與速度有關(guān)的結(jié)論。1904年，他發(fā)表了著名的變換公式（J．-H．龐加萊首先稱之為洛倫茲變換）和質(zhì)量與速度的關(guān)系式，并指出光速是物體相對于以太運(yùn)動(dòng)速度的極限。

3．出色的物理教育家

洛倫茲還是一位教育家，他在萊頓大學(xué)從事普通物理和理論物理教學(xué)多年，寫過微積分和普通物理等教科書。在哈勒姆他曾致力于通俗物理講演。他一生中花了很大一部分時(shí)間和精力審查別人的理論并給予幫助。他為人熱誠、謙虛，受到A．愛因斯坦、E．薛定諤和其他青年一代理論物理學(xué)家們的尊敬，他們多次到萊頓大學(xué)向他請教，愛因斯坦曾說過，他一生中受洛倫茲的影響最大。

第二篇：洛倫茲力的教學(xué)設(shè)計(jì)

探究洛倫茲力的教學(xué)設(shè)計(jì)

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(huì)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(shí)驗(yàn)，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(jià)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生認(rèn)識到洛倫茲力的存在?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。

2、掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算?！锝虒W(xué)難點(diǎn)

洛倫茲力大小推導(dǎo)過程 ★教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)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(gè)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(dòng)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(dòng)形成的，大家會(huì)想到什么？

學(xué)生：這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的，而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。

［演示實(shí)驗(yàn)］用陰極射線管研究磁場對運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡。

學(xué)生：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。

學(xué)生分析得出結(jié)論：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用。

（二）進(jìn)行新課 洛倫茲力的方向和大小

教師講述：運(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)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(yùn)動(dòng)的方向，那么，大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場

中所受洛倫茲力的方向。

如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)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(jìn)入磁場時(shí)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(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)度I的微觀表達(dá)式是什么？ 學(xué)生：I的微觀表達(dá)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(gè)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(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不垂直時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．求：磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)。物體帶正電。

f?qvB?mgmgB?qv(五)板書設(shè)計(jì)：

一、洛倫茲力：磁場對運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)多，所以在處理洛倫茲力大小時(shí)，時(shí)間有點(diǎn)緊。學(xué)生在展示時(shí)時(shí)間不夠，且應(yīng)該讓多讓幾個(gè)學(xué)生上來推導(dǎo)，然后再進(jìn)行評議。下次再講時(shí)內(nèi)容安排少一點(diǎn)。

第三篇：物理：3.5《探究洛倫茲力》教案(粵教版選修3-1)

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探究洛倫茲力

★新課標(biāo)要求

（一）知識與技能

1、知道什么是洛倫茲力。

2、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。

3、知道洛倫茲力大小的推理過程。

4、掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。

5、理解洛倫茲力對電荷不做功。

6、了解電視機(jī)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(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法：“推理—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”

★教學(xué)重點(diǎn)

1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。

2、掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。

★教學(xué)難點(diǎn)

1、理解洛倫茲力對運(yùn)動(dòng)電荷不做功。

2、洛倫茲力方向的判斷。

★教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)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(gè)問題：（1）如圖，判定安培力的方向

學(xué)生上黑板做，解答如下：

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??？ 學(xué)生解答：

F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 004km.cn 版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)

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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(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)度I的微觀表達(dá)式是什么？ 學(xué)生：I的微觀表達(dá)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(gè)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(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不垂直時(shí)，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?

教師指出：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(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？說明理由。

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004km.cn 版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)

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B+vE

A．若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng) 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(yùn)動(dòng)

解析：若電子從右向左飛入，電場力向上，洛倫茲力也向上，所以上偏，B正確；若電子從左向右飛入，電場力向上，洛倫茲力向下。由題意，對正電荷qE=Bqv，與q無關(guān)，所以對電子二者也相等，所以電子從左向右飛，做勻速直線運(yùn)動(dòng).答案：BD 【例4】一個(gè)長螺線管中通有電流，把一個(gè)帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計(jì)重力影響），粒子將在管中

A．做圓周運(yùn)動(dòng)

B．沿軸線來回運(yùn)動(dòng) C．做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)

解析：通電長螺線管內(nèi)部的磁場方向始終與中軸線平行，帶電粒子沿磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受洛倫茲力，所以一直保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，正確答案是D。

答案：D ★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

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第四篇：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(dá)式和方向的判斷方法。（3）學(xué)會(huì)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并認(rèn)真參與到洛倫茲力表達(dá)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(jià)值觀

（1）播放極光和電視直播圖片，增進(jìn)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(shí)的科學(xué)態(tài)度。

（3）本節(jié)把自然、生活、實(shí)驗(yàn)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(yùn)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(yùn)動(dòng)電荷的作用。

（二）進(jìn)入新課，科學(xué)探究

1、實(shí)驗(yàn)

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(yùn)動(dòng)形成的。那么，磁場會(huì)不會(huì)對運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)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(shí)，導(dǎo)線受到的安培力為

F安?IlB

那么導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)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(gè)自由電荷的電荷量為q，電荷的速率為v，在時(shí)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(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流為

I?Q?nqvS t這就是電流的微觀表達(dá)式。安培力的公式又可寫為

F安?IlB?(nqvS)(vt)B

又F安為N個(gè)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(shí)，運(yùn)動(dòng)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(shí)（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(shí)，洛倫茲力的一般表達(dá)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(yùn)動(dòng)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(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的 勻強(qiáng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dá)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(gè)區(qū)域，使熒光屏發(fā)光，顯現(xiàn)出各類圖像。

第五篇：公開課洛倫茲力教案

5.5探究洛倫茲力

第一課時(shí)

知識與技能目標(biāo)

1、通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識洛倫茲力，會(huì)判斷洛倫茲力的方向；

2、理解洛倫茲力的推導(dǎo)過程，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。

過程與方法

觀察實(shí)驗(yàn)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(jià)值觀

讓學(xué)生親身感受物理科學(xué)探究活動(dòng)，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(dòng)的電荷形成 思考：“磁場對電流的安培力”與“磁場對自其中運(yùn)動(dòng)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(gè)方面認(rèn)識洛倫茲力。

一、洛倫茲力的方向

觀察實(shí)驗(yàn)，回答課本P116?117三個(gè)問題。

（1）、無磁場時(shí)：徑跡為直線

（2）、加磁場時(shí)：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(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)（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(gè)電荷的電量為q，電荷定向運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)電荷的總數(shù)：N?nsL

F單個(gè)運(yùn)動(dòng)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(shí)，當(dāng)v//B時(shí)，f洛?qvB

f洛?qvB

f洛?0

當(dāng)v與B的夾角θ時(shí)，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(yùn)動(dòng)

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(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)）解得作業(yè)：課本P1201、2