2019-2020年高中物理《磁場對運動電荷的作用》教案7 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《磁場對運動電荷的作用》教案7 新人教版選修3-1 教學(xué)目標(biāo): 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.知道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v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷。 6.理解洛倫茲力對電荷不做功。 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.洛倫茲力對帶電粒子不做功。 2.洛倫茲力方向的判斷。 教學(xué)方法:講述法、分析推理法、講練法 教學(xué)用具:電子射線管、電源、磁鐵、 教學(xué)過程 一、引入新課 [教師講述]前面我們學(xué)習(xí)了磁場對電流的作用力—安培力.磁場對電流有力的作用,電流是由電荷的定向移動形成的,我們會想到: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]觀察磁場是否對運動電荷有作用。 [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。 [實驗結(jié)果]在沒有外磁場時,電子束沿直線運動,將蹄形磁鐵靠近電子射線管,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、新課教學(xué) [板書]:磁場對運動電荷的作用 (一)洛倫茲力:運動電荷在磁場中受到的作用力。 通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 [過渡語]運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用,那么洛倫茲力的方向如何判斷呢? [問題]如圖 [學(xué)生答] 1.上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上,乙圖安培力方向為垂直電流方向向下。 2.電流方向和正電荷運動方向相同,和負電荷運動方向相反。 3.F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同,和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反。 4.學(xué)生分析總結(jié). (二)洛倫茲力方向的判斷——左手定則 伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運動的方向,那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向;若四指指向是電荷運動的反方向,那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。 [板書]洛倫茲力f的方向:f ⊥B、f ⊥v,即f垂直于v和B所決定的平面。 [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。 (三)洛倫茲力的大小 現(xiàn)在我們來研究一下洛倫茲力的大小. 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的勻強磁場中。 [問題]這段導(dǎo)體所受的安培力為多大? [學(xué)生答]F安=BIL [問題]由第十五章第1節(jié)的思考和討論,電流強度I的微觀表達式是多少? [學(xué)生答]I的微觀表達式為I=nqSv [問題]這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)? [學(xué)生答]這段導(dǎo)體中含有的電荷數(shù)為nLS。 [問題]每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大? [學(xué)生答]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=qvB 各量的單位:f為牛(N),q為庫倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T) 適用條件:v⊥B [問題1]若此電子不垂直射入磁場,電子受到的洛倫茲力又如何呢?有興趣的同學(xué)課下探討,教師不做重點講解。 由通電導(dǎo)線不垂直于磁場對受到的安培力入手分析,F(xiàn)安=BILsinθ,可得f=qvBsinθ. θ為電荷運動速度方向與磁場方向的夾角 討論:θ=90時,f=qvB θ=0時,f=0,v和B在同一直線上,不受洛倫茲力。 四、小結(jié) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了 1.洛倫茲力的定義即磁場對運動電荷的作用。 2.用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 3.在安培力的基礎(chǔ)上推導(dǎo)洛倫茲力的計算公式。 4.洛倫茲力對運動電荷不做功。 定義:磁場對運動電荷的作用力 (注:通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)) 方向判斷——左手定則 大小計算 f=qvB 洛倫茲力對運動電荷不做功 洛倫茲力 五、板書設(shè)計 六、作業(yè):創(chuàng)新作業(yè)P179(1)、(2)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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