磁場對運(yùn)動電荷的作用教案1共五則-wenkub
2024-10-14 03 本頁面
【正文】 式．教學(xué)設(shè)計(jì)方案磁場對運(yùn)動電荷作用一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識教學(xué)點(diǎn)知道什么是洛侖茲力，知道電荷運(yùn)動方向與磁場方向平行時，電荷受到的洛侖茲力等于零；電荷運(yùn)動方向與磁場方向垂直時，電荷受到的洛侖茲力最大，會用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向．（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)由通電電流所受安培力推導(dǎo)出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力．（三）德育滲透點(diǎn)通過本節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行“推理——假設(shè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的科學(xué)研究的方法論教育．（四）美育滲透點(diǎn)注意營造師生感情平等交流的氛圍，用優(yōu)美的語音感染學(xué)生．在平等自由的審美情境中，使師生的感情達(dá)到共鳴，從而培養(yǎng)學(xué)生的審美情感．二、學(xué)法引導(dǎo)教師通過演示實(shí)驗(yàn)法引入，復(fù)習(xí)提問法導(dǎo)出公式 的應(yīng)用。3．洛侖茲力方向的判斷：(板書)學(xué)找出一種判斷方法。三、教具(學(xué)生電源或蓄電池)、陰極射線管，蹄形永久磁鐵、導(dǎo)線若干。2．理解安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。3．根據(jù)磁場對電流的作用和電流強(qiáng)度的知識推導(dǎo)洛侖茲力的公式f=Bqv，并掌握該公式的適用條件。四、主要教學(xué)過程(一)引入新課1．設(shè)問：我們已經(jīng)掌握了磁場對電流存在力的作用、安培力的產(chǎn)生條件和計(jì)算方法，那么磁場對運(yùn)動電荷是否也有力的作用呢？2．實(shí)驗(yàn)：改變。也可聯(lián)系安培力方向的判斷推理確定洛侖茲力方向的判斷方法——左手定則。類比電場辦法掌握公式學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)、思考原因，在教師指導(dǎo)下自己推導(dǎo)，類比理解掌握公式。難點(diǎn)用左手定則判斷洛侖茲力的方向。六、師生互動活動設(shè)計(jì)教師先復(fù)習(xí)導(dǎo)入，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證洛侖茲力的存在，然后啟發(fā)指導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)公式。由此我們就會想到：磁場對通電導(dǎo)線的安培力可能是作用在大量運(yùn)動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)，也就是說磁場對運(yùn)動電荷可能有力的作用。（二）過程與方法1．通過復(fù)習(xí)安培力方向，電流與電荷運(yùn)動方向的關(guān)系，猜想洛倫茲方向，再利用實(shí)驗(yàn)加以探究驗(yàn)證，使學(xué)生對安培力和洛倫茲力有統(tǒng)一認(rèn)識。2．從安培力的角度研究洛倫茲力的方向、大小，使其學(xué)生建立宏觀、微觀的概念，感受物理規(guī)律的統(tǒng)一美。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出：運(yùn)動電荷能產(chǎn)生磁場；磁場對運(yùn)動電荷有力的作用。圖4 圖5總結(jié)歸納：洛倫茲力方向由左手定則判定?？偨Y(jié)：當(dāng)電荷運(yùn)動方向與磁場垂直時：、練習(xí)2．電子的速率、上述各物理量的單位分別為：、,沿著與磁場垂直的方向射入的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？電子的質(zhì)量，它受到的重力是多大？，通過此題一方面讓學(xué)生熟悉洛倫茲力的公式，另一方面讓學(xué)體會分析演示實(shí)驗(yàn)時，重力可以忽略的原因。知道洛倫茲力產(chǎn)生條件，會用左手定則判定洛倫茲力的方向。（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。洛倫茲力方向的判斷。師：為什么極光不能在赤道等低緯度地區(qū)出現(xiàn)呢？ 生：學(xué)生好奇。磁場對運(yùn)動電荷究竟有沒有作用力，我們口說無憑，能否通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下呢？實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證師：要驗(yàn)證磁場對運(yùn)動電荷是否有作用力，我們不僅需要一個磁場（展示蹄形磁鐵），還需要運(yùn)動電荷。用一個蹄性磁鐵在電子束的路徑上加磁場，嘗試不同方向的磁場對電子束徑跡的不同影響，直至出現(xiàn)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)。師：很好，我們知道電流的方向是:規(guī)定正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向，那么正電荷所受力的方向就應(yīng)該與電流的所受力的方向一樣。深化師：剛才，我們在判定洛倫茲的方向時，我們注意到電荷運(yùn)動方向、磁場的方向、洛倫茲力的方向具有三維關(guān)系。三：洛侖茲力的大?。ò鍟?．問題師：剛才我們研究了洛倫茲力的方向，那么洛倫茲力大小等于多少呢？ 2．思路師：我們能否根據(jù)已有的知識，從理論上進(jìn)行推導(dǎo)呢？ 生：根據(jù)安培力和洛倫茲力的關(guān)系。最后總結(jié)：(板書)Q=nqSv t通電導(dǎo)線所受的安培力F安=BIL=BnqSvL 通電導(dǎo)線中的電流I=這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)N=nSL 每個電荷所受的洛倫茲力F=qvB師：我們剛剛推導(dǎo)出的公式F=qvB的適用條件是什么？生：當(dāng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，它所受的洛侖茲力F=qvB 推廣：師：當(dāng)運(yùn)動電荷的方向與磁場的方向夾角為q時，電荷所受的洛倫茲力怎么求？ 生：分解速度…結(jié)合動畫分析，得出結(jié)論：F=qvBsinq 例題：某帶電粒子的電量為q=10場中，求它受到的洛倫茲力F多大？四：洛倫茲力的特點(diǎn)：1．洛倫茲力的方向既垂直于磁場，又垂直于速度，即垂直于v和B所組成的平面． 2．洛倫茲力對電荷不做功，只改變速度的方向，不改變速度的大小． 應(yīng)用 介紹：電視機(jī)屏幕要顯示出圖象，必須要有電子打到熒光屏的各個地方上。師：這樣，在電視機(jī)屏幕上就有光點(diǎn)從左邊移動到右邊，這在電視技術(shù)中叫做行掃描。為什么在赤道卻從來沒有它的身影呢？生：解釋垂直射向赤道（向東偏轉(zhuǎn)）和兩極（長驅(qū)直入）的正電荷，并得出結(jié)論。二 洛倫茲力的方向──左手定則 三 洛侖茲力的大小當(dāng)運(yùn)動電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，它所受的洛侖茲力F=qvB當(dāng)運(yùn)動電荷的方向與磁場的方向夾角為q時，我們可以分解速度，它所受的洛侖茲力F=qvBsinq四 洛倫茲力的特點(diǎn)1．洛倫茲力的方向既垂直于磁場，又垂直于速度，即垂直于v和B所組成的平面． 2．洛倫茲力對電荷不做功，只改變速度的方向，不改變速度的大?。谒钠簩ｎ}16：磁場對運(yùn)動電荷的作用 測試題專題16：磁場對帶電粒子的作用（洛倫磁力）一、帶電粒子在邊界磁場中的運(yùn)動問題1．如圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場，比荷相同的兩個粒子沿AB方向射入磁場，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則()不定項(xiàng)A．從P射出的粒子速度大B．從Q射出的粒子速度大C．從P射出的粒子，在磁場中運(yùn)動的時間長D．兩粒子在磁場中運(yùn)動的時間一樣長解析：作出各自的軌跡如圖所示，根據(jù)圓周運(yùn)動特點(diǎn)知，分別從P、Q點(diǎn)射出時，與AC邊夾角相同，故可判定從P、Q點(diǎn)射出時，半徑R12．如圖所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場．一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成30176。角．則帶電粒子第一次和第二次在磁場中運(yùn)動的()A．半徑之比為1∶B．速度之比為1∶C．時間之比為2∶3D．時間之比為3∶2答案：C5．如圖所示，在某空間實(shí)驗(yàn)室中，有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，磁場區(qū)域半徑r＝m，左側(cè)區(qū)圓心為O1，磁場向里，右側(cè)區(qū)圓心為O2，磁場向外．＝10－26＝10－19C的某種離子，從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v＝106m/s正對O1的方向垂直磁場射入，它將穿越C點(diǎn)后再從右側(cè)區(qū)穿出．求：(1)該離子通過兩
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