資源簡介

1.2磁場對運動電荷的作用力 教案
【教材分析】
（一）教材分析
洛倫茲力的方向和大小是本節教材內容的重點，實驗結合理論探究洛倫茲力的方向，再由安培力的表達式推導出洛倫茲力的表達式的過程是培養學生邏輯思維能力的好機會，一定要讓全體學生都參與這一過程。
“洛倫茲力對帶電粒子運動的速度有什么影響？洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？”教科書提出這樣兩個問題供學生思考與討論，是新課標教科書重視“過程與方法”教學目標的體現。課堂教學中可以組織學生開展小組討論，然后通過交流發言得出正確結論。
【學情分析】
（一）學情分析
本節是安培力的延續，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，還是力學分析中重要的一部分。學好本節，對以后力學綜合中涉及洛倫茲力的分析，對利用功能關系解力學問題，有很大的幫助。
【教學目標】
（一）教學目標
通過實驗探究，感受磁場對運動電荷有力的作用．
2．知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向．
3．了解洛倫茲力公式的推導過程，會用公式分析求解洛倫茲力．
4．了解電視顯像管的基本構造和工作原理．
【教學重難點】
（一）教學重難點
教學重點：
計算洛倫茲力的大小
判斷洛侖茲力的方向
教學難點：
洛侖茲力的方向
負電荷所受洛侖茲力的方向
【新課導入】
（一）新課導入
我們知道，磁場對通電導線有作用力；我們還知道，帶電粒子的定向移動形成了電流。那么，磁場對運動電荷有作用力嗎？如果有，力的方向和大小又是怎樣的呢？
展示圖片：介紹陰極射線管——觀察電子束運動軌跡的裝置。
【新課講解】
（一）洛倫茲力的方向
洛侖茲力的方向
從安培力的方向出發，分析得出洛侖茲力的方向
演示
觀察電子束在磁場中的偏轉
抽成真空的玻璃管的左右兩極分別連接到高壓電源的兩極時，陰極會發射電子。電子在電場的加速下飛向陽極。
沒有電場時，電子束成一直線。如果在電子束的路上施加磁場，電子束的徑跡會發生彎曲。改變磁場方向，電子束會相反方向彎曲。
運動的電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向，與運動方向與磁感應強度方向都垂直。
洛侖茲力的方向可以用左手定則判定，伸開左手，讓拇指與其任四指垂直，并且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向；
負電荷受力方向與正電荷受力方向相反；
垂直 不垂直
（一）洛倫茲力的大小
洛倫茲力的大小
思考與討論：若有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中。
這段導體所受的安培力為 F安=BIL
電流強度I的微觀表達式為 I=nqSv
這段導體中含有自由電荷數為 N=nLS。
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，這段導體中含有的自由電荷數為nLS，所以每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為
當運動電荷的速度v方向與磁感應強度B的方向不垂直時，設夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為
上式中各量的單位：
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：
同學們討論一下帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？
教師引導學生分析得：
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。
（一）電子束的磁偏轉
電子束的磁偏轉
洛倫茲力的方向與粒子的運動速度方向垂直。當粒子在磁場中運動時，因受到洛倫茲力的作用，會發生偏轉。
電視顯像管應用了電子束磁偏轉的原理。電子槍發射電子，經過偏轉線圈時受到洛倫茲力發生偏轉，之后發到熒光屏上，使其發光。
在偏轉區的水平方向和豎直方向都有偏轉磁場，電子的水平分速度是由豎直方向的磁場控制的，電子的豎直分速度是由水平方向的磁場控制的。
【板書】
（一）板書
1.2磁場對運動電荷的作用力
1、洛倫茲力的方向：左手定則
2、洛倫茲力的大小：
【課后反思】
（一）課后反思
① 學生通過電流與電荷的關系，很容易理解安培力與洛倫茲力之間的關系，但在判斷負電荷的受力時用手不夠靈活，要多加練習。
② 教學中，因為有安培力的知識作為基礎，那么洛倫茲力的公式的推導，完全可以參照安培力的，所以不用花過多的時間在推導上，應該把時間用在如何判斷洛倫茲力的方向上。

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