5.5 探究洛伦兹力.docVIP

§5.5 探究洛伦兹力 陕西省靖边中学 张永好 ★三维目标 1、知识与技能 (1) 知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 (2) 知道洛伦兹力大小的推理过程。 (3) 理解洛伦兹力对电荷不做功。 (4) 掌握带电粒子垂直进入磁场的运动情形及相关公式。 (5) 知道v和B不垂直时电粒子进入磁场的运动情形及相关公式。 2、过程与方法 (1) 通过洛伦兹力的方向也可以用左手则。通过，明(微观与宏观)=qvB。 引导学学 ★教学重点 1、知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2、理解、参与洛仑兹力的公式推导过程，并进一步理解洛仑兹力。 3、撑握带电粒子在磁场中的运动情形。 ★教学难点 1、洛伦兹力公式的推导。 2、v和B不垂直时，带电粒子在磁场中的运动情形。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主思考、讨论、交流学习成果。 ★教学工具 阴极射线管、高压电源、马蹄形磁铁、导线若干、插线板、多媒体、洛伦兹力演示仪 ★教学课时 1课时 ★教学过程 【引入新课】 [多媒体展示]——极光图片，在地球的南极和北极地区常常出现极光，科学研究告诉我们，极光产生与地磁场对来自太空的高速带电粒子的作用有关。 早在1892年，荷兰物理学家洛伦兹就研究了磁场对运动电荷的作用力。为了纪念洛伦兹对物理学的贡献，物理学中将这种力称为洛伦兹力。 让我们来认识一下洛伦兹。洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz)，荷兰物理学家、数学家。1853年7月18日生于荷兰的阿纳姆，1928年2月4日逝世于荷兰的哈勒姆。（为了悼念这位的巨人，举行葬礼的那天，荷兰全国的电、电话中止三分钟。荷兰世界各地科学界的著名人物参加了葬礼爱因斯坦在洛伦兹墓前致词说：洛伦兹的成就对我产生了最伟大的影响，他是我们时代最伟大、最高尚的人。1．介绍阴极射线管的结构及工作原理（多媒体展示） 2．介绍其它实验器材及实验演示（若实验效果不理想，则用多媒体播放视频资料） [观察与思考] （1）在没有外加磁场时，电子束的运动径迹是怎样的？ （电子束的运动径迹是一条直线） （2）将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运动径迹有没有变化？怎样变化？ （电子束的运动径迹由直线变为曲线，靠近磁铁的电子束发生偏转） （3）改变磁场方向，电子束的运动径迹又将怎样变化？ （电子束的偏转方向相反） [多媒体展示]上述三种实验现象的图片 3．左手定则： 伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。 ［思考］那么负电荷在磁场中的洛伦兹力的方向怎样确定？ [观察] 课件中的图片：阴极射线管中的电子束（负电荷）在磁场中发生偏转 [结论] 若是负电荷时，则四指指向负电荷运动的反方向。 [类比记忆] 安培力和洛伦兹力 安培力 洛伦兹力 【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向 ： 【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。 （过渡）现在我们已经学会判定洛伦兹力的方向了，接下来让我们共同探究怎样确定洛伦兹力的大小。 二、洛伦兹力的大小 1．洛伦兹力与安培力的关系 ［结论］ （1）安培力是洛伦兹力的宏观表现。 （2）洛伦兹力是安培力的微观本质。 2．洛伦兹力的公式推导 设: 阴影部分导线内电荷数为N，导线内单位体积内的电荷数为n， ［思考与联想］安培力，电流，长度， 电荷数，洛伦兹力与安培力的关系 ［试一试］学生推导洛伦兹力的公式（让一个学生在黑板上推导） ［总结］公式（仅适用于的情况） 洛伦兹通过实验得到结论： （1）当v⊥B时， f洛最大= q v B （2）当v∥B时，f洛最小 = 0 ［思考］那么，当v与B之间有一定夹角为θ 时，洛伦兹力的大小怎样计算？ ［试一试］引导学生将速度v分解为垂直于磁感应强度B方向的分速度和平行于磁感应强度B方向的分速度。 ［讲解］画出示意图 （3）当v与B之间有一定夹角为θ 时，f洛 = q v B sinθ ［多媒体展示］洛伦兹力与带电粒子运动方向、磁感应强度方向的关系 甲 v与B垂直