【文章內(nèi)容簡介】 電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的軌跡。演示：沒有磁場時電子束是一條直線。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)。結(jié)論：磁場對運動電荷的確有作用力，我們把這一個作用力命名為洛倫茲力。（板書）運動電荷在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。二：洛侖茲力的方向（板書）師：作為一種力，洛倫茲力是有方向的，那么，我們怎樣來確定它的方向呢？ 引導(dǎo)學(xué)生：既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么洛倫茲力的方向是不是可以根據(jù)安培力的方向判斷方法來判斷呢？生：可以，因為運動的電荷可看成等效電流。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。那么我們怎么判斷呢？生：用左手定則判斷正電荷運動的方向與電流的方向相同，負電荷運動的方向與電流的方向相反。總結(jié)：（板書）：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。深化師：剛才，我們在判定洛倫茲的方向時，我們注意到電荷運動方向、磁場的方向、洛倫茲力的方向具有三維關(guān)系。為了幫助同學(xué)們更好地把握它們之間的關(guān)系，下面我們運用三維圖再來分析一下洛倫茲力和電荷運動方向、磁場方向的關(guān)系。師：甲圖我們可以用左手定則判斷，乙圖中磁場方向與電荷運動方向不垂直時，怎么辦？ 生：分解速度?（結(jié)合動畫）師：通過這兩幅三維圖，你能總結(jié)一下F、B、V三者之間的方向關(guān)系？ 生：F與B始終垂直、F與V始終垂直，而B與V不一定垂直。（板書）練習(xí)師：試判斷帶電粒子剛進入磁場時所受到的洛倫茲力的方向。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，從理論上進行推導(dǎo)呢？ 生：根據(jù)安培力和洛倫茲力的關(guān)系。3．建模師：這就需要我們建立一個模型。而模型的建立，我們總是選擇簡單的，所以： 磁場：勻強磁場電流：通以恒定電流的直導(dǎo)線，并與磁場垂直設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求（1）通電導(dǎo)線中的電流（2）通電導(dǎo)線所受的安培力（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4）每個電荷所受的洛倫茲力選擇具有代表性的同學(xué)，把他的推導(dǎo)過程用實物投影儀展示到大屏幕上，再請這位同學(xué)簡敘推導(dǎo)過程。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：當電荷q以速度v垂直進入磁感應(yīng)強度為B的磁場中，它所受的洛侖茲力F=qvB 推廣：師：當運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：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?。?應(yīng)用 介紹：電視機屏幕要顯示出圖象，必須要有電子打到熒光屏的各個地方上。那么，電子從哪里來呢？顯象管的電子槍能產(chǎn)生大量的高速運動的電子──電子束。但是電子都沿同一個方向運動，有什么辦法可以使電子打到熒光屏的各個地方呢？生：加一水平的偏轉(zhuǎn)磁場。思考：該怎么加才能使電子打到熒光屏上的A點呢？若要打到B點呢？若要使電子打到熒光屏的位置從B點逐漸向A點移動呢？生：向外、向內(nèi)、向內(nèi)減弱至向外增強。師：這樣，在電視機屏幕上就有光點從左邊移動到右邊，這在電視技術(shù)中叫做行掃描。但是，實際的電視應(yīng)該電子束打到熒光屏的整個面，而不是一條線，我們該怎么辦呢？生：加一豎直的偏轉(zhuǎn)磁場。師：這在電視技術(shù)中叫做場掃描。如果場掃描和行掃描同時進行，想象一下，光點的運動情況會是怎么樣的呢？動畫：掃描（場掃描：50場/秒，所以我們感到整個熒光屏都在發(fā)光）14C,以速率v=106m/s射入B=102T的勻強磁2．極光現(xiàn)象問題：極光是來自太陽的高能粒子進入大氣后，與大氣發(fā)生作用而產(chǎn)生的。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。師：至于有的時候高緯度地區(qū)也有極光出現(xiàn)，有興趣的同學(xué)課后可以通過上網(wǎng)等方式查閱。地磁場使得在赤道等低緯度地區(qū)沒有極光的身影，這的確是一種遺憾，但是，也正因為地磁場的存在，使我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活免遭宇宙高能粒子的傷害。師：現(xiàn)在，我們明白了上課開始時那個美麗有神秘的極光現(xiàn)象嗎？板書設(shè)計：磁場對運動電荷的作用 一 磁場對運動電荷的作用力運動電荷在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。二 洛倫茲力的方向──左手定則 三 洛侖茲力的大小當運動電荷q以速度v垂直進入磁感應(yīng)強度為B的磁場中，它所受的洛侖茲力F=qvB當運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動問題1．如圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強磁場，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兩點射出，則()不定項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，在磁場中運動的時間長D．兩粒子在磁場中運動的時間一樣長解析：作出各自的軌跡如圖所示，根據(jù)圓周運動特點知，分別從P、Q點射出時，與AC邊夾角相同，故可判定從P、Q點射出時，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)強度為B的勻強磁場，x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為的勻強磁場．一帶負電的粒子從原點O以與x軸成30176。角斜向上射入磁場，()A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點OB．粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為2∶1C．粒子完成一次周期性運動的時間為D．粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸前進3R解析：由r＝可知，粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為1∶2，所以B