磁场对运动电荷的作用力 沈阳师范大学 曹茹 2009年8月16～17日 一 .doc

磁场对运动电荷的作用力 沈阳师范大学 曹茹 2009年8月16～17日知道什么是洛伦兹力，理解安培力和洛伦兹力的关系 复习：安培力方向和大小。 提问：电场对电荷施加作用力。磁场对电流施加作用力，那么磁场对电荷是否施加作用力呢？ 学生思考。 【设计说明】通过提问旧知识点，很自然地提出新课题，既抓住了学生的思维，又为新知识的讲授扫平了道路，顺理成章地引入了新课。这是温故知新，创设情境导入法。 洛伦兹力 提问：磁场对通电导线作用力的微观实质是什么？启发：在磁场中当通电时，导体受到安培力；断电时导体不受安培力作用。宏观上是电流变化引起的，那么微观实质是什么呢？ 提问：科学家洛伦兹的事迹？ 学生制定实验探究方案： 猜想：磁场对通电导线作用力的实质可能是磁场对定向运动电荷的作用力。 实验探究1：阴极射线在磁场中发生偏转。 结论：1.磁场对运动电荷有作用力 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。 学生介绍科学家事迹。 【设计说明】这一探究实验，实验鲜明，可见度大，便于教室最后一排学生看到，而且由实验现象到得出结论的过程简明。应当是洛伦兹力教学的首选实验。{完成知识与技能1} 洛伦兹力的方向 提问：如何判断洛伦兹力的方向？问题1.电子束受力方向与磁场B方向、电荷运动V方向有什么关系吗？问题2.怎样确定电子束的受力方向？ 1.提问：提供什么方向的磁场，阴极射线向上（下）偏转？ 2.马蹄形磁铁如图所示放置，请判断电子束的偏转方向。 预设（学生的判断结果） 巩固深化： 1.习题（课件展示） 2.提问：思考F、B、V三者之间方向的关系？（三维图） 学生思考 学生制定实验探究方案： 猜想：左手定则可能适用于判断洛伦兹力。 实验探究2：将阴极射线管放置于磁场中进行研究。 学生动手操作尝试，得到：前后方向（F始终垂直B、V方向）。 （自行纠错）明确：四指指向负电荷运动的反方向。 结论：1.可用左手定则判断； 2洛伦兹力方向始终垂直V、B方向 巩固练习得出：‖时，不受力。 思考得到： V和B方向不一定垂直，但F方向一定既垂直于B又垂直V方向。 【设计说明】通过实验探究、练习巩固等学习方法，达到突出重点突破难点的教学要求。培养学生的探究能力，体会“提出问题—假设—实验验证—分析总结”的科学研究的基本方法。{完成知识与技能2与重难点1} 洛伦兹力的大小 1.V‖B， 2．V⊥B， 为增强趣味性，教师把推导比喻成寻宝过程，沿着教师给出的线索找到相应的“提示”，限时比赛，分组讨论，看哪组应用拿到的“提示”，以最快的速度找到最后的“宝藏”。 引导建模：长为L、截面积为S、电流为I导体在匀强磁场B中，一个带电粒子的带电量为q、单位体积带电粒子数为n、定向移动速度v。 3.V与B夹角为θ 提问：V与B为任意夹角时怎么办？ 学生从巩固练习得出。 学生分组活动： 沿推导思路“寻宝”： ①这段导线受到安培力（F安=BIL）。 ②运动电荷的总粒子数（N=nLs）。 （I=nqvs）（F安=BIL=BnqvsL） ③一个定向运动的带电粒子受到的磁场力为洛伦兹力（F洛=BqV，V⊥B）。 学生分组讨论得出：分解V。 结论： 【设计说明】通过合作式讨论，突出教学重点。让学生体验科学研究方法的多样性，加深对公式的理解。体现过程与方法的教学。{完成知识与技能3重点2} 洛伦兹力的应用 1.在科技生产中——电视显像管的主要结构及工作原理。 提问：如果使电子束打在荧光屏A点和B点，磁场应该分别沿什么方向？要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，磁场该怎样变化？ 2. 在自然界中——极光现象。 提问：为什么极光现象只出现在地球的两极或高纬度地区？ （多媒体课件展示地磁场的分布）。 学生思考、回答。 学生分析、判断、理解。 【设计说明】让学生感受到理论从实践中来，到实践中去的过程。培养学生利用物理知识分析问题和解决实际问题的能力。{知识与技能4与难点2} 巩固习题练习 练习题（课件展示） 思考：1.磁场能否加速电荷 2.电场力与洛伦兹力的异同？ 讨论、解题。 学生回答：洛伦兹力对运动电荷不做功。 课后总结。 【设计说明】对本节的重、难点的突破进行验收。思考问题是对本课知识的补充与延伸。 课堂小结（课件展示） 课后作业 第1题——洛伦兹力方向。第2题——洛伦兹力大小。 第3题——洛伦兹力的特点及其与电场力的比较。 五、板书设计 3.5、磁场对运动电荷的作用 一、洛伦兹力 定义：运动电荷在磁场中所受的力。 二、洛伦兹力的方向 1.判定方法——左手定则 2.特点：V和B方向不一定垂直，F洛必垂直于V、B方向。 三、洛伦兹力的大小 F=qvB（V⊥B） F=qvBsinθ（V与B夹角为θ） 四、洛伦兹力的应用 六、教学设计反思 体现“教师主导，学生主体