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正文內(nèi)容

磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用教案1共五則(編輯修改稿)

2024-10-14 03:42 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電子束掠射到熒光板上,顯示出電子束的軌跡。演示:沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電子束是一條直線(xiàn)。用一個(gè)蹄性磁鐵在電子束的路徑上加磁場(chǎng),嘗試不同方向的磁場(chǎng)對(duì)電子束徑跡的不同影響,直至出現(xiàn)電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)。結(jié)論:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的確有作用力,我們把這一個(gè)作用力命名為洛倫茲力。(板書(shū))運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力,安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現(xiàn)。二:洛侖茲力的方向(板書(shū))師:作為一種力,洛倫茲力是有方向的,那么,我們?cè)鯓觼?lái)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(guān)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(lái)判斷呢?生:可以,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)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(dòng)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?cè)趺磁袛嗄兀可河米笫侄▌t判斷正電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向相同,負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向相反??偨Y(jié):(板書(shū)):伸開(kāi)左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線(xiàn)從掌心進(jìn)入,并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。深化師:剛才,我們?cè)谂卸鍌惼澋姆较驎r(shí),我們注意到電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)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(yùn)用三維圖再來(lái)分析一下洛倫茲力和電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)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(chǎng)方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向不垂直時(shí),怎么辦? 生:分解速度?(結(jié)合動(dòng)畫(huà))師:通過(guò)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(niǎo)與V不一定垂直。(板書(shū))練習(xí)師:試判斷帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受到的洛倫茲力的方向。三:洛侖茲力的大小(板書(shū))1.問(wèn)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(shí),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。3.建模師:這就需要我們建立一個(gè)模型。而模型的建立,我們總是選擇簡(jiǎn)單的,所以: 磁場(chǎng):勻強(qiáng)磁場(chǎng)電流:通以恒定電流的直導(dǎo)線(xiàn),并與磁場(chǎng)垂直設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng),橫截面積為S的直導(dǎo)線(xiàn),單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線(xiàn)垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,求(1)通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流(2)通電導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力(3)這段導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個(gè)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(guò)程用實(shí)物投影儀展示到大屏幕上,再請(qǐng)這位同學(xué)簡(jiǎn)敘推導(dǎo)過(guò)程。最后總結(jié):(板書(shū))Q=nqSv t通電導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力F安=BIL=BnqSvL 通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流I=這段導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的自由電荷數(shù)N=nSL 每個(gè)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(chǎng)中,它所受的洛侖茲力F=qvB 推廣:師:當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的方向與磁場(chǎng)的方向夾角為q時(shí),電荷所受的洛倫茲力怎么求? 生:分解速度…結(jié)合動(dòng)畫(huà)分析,得出結(jié)論:F=qvBsinq 例題:某帶電粒子的電量為q=10場(chǎng)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(chǎng),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(duì)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(jī)屏幕要顯示出圖象,必須要有電子打到熒光屏的各個(gè)地方上。那么,電子從哪里來(lái)呢?顯象管的電子槍能產(chǎn)生大量的高速運(yùn)動(dòng)的電子──電子束。但是電子都沿同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),有什么辦法可以使電子打到熒光屏的各個(gè)地方呢?生:加一水平的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。思考:該怎么加才能使電子打到熒光屏上的A點(diǎn)呢?若要打到B點(diǎn)呢?若要使電子打到熒光屏的位置從B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)呢?生:向外、向內(nèi)、向內(nèi)減弱至向外增強(qiáng)。師:這樣,在電視機(jī)屏幕上就有光點(diǎn)從左邊移動(dòng)到右邊,這在電視技術(shù)中叫做行掃描。但是,實(shí)際的電視應(yīng)該電子束打到熒光屏的整個(gè)面,而不是一條線(xiàn),我們?cè)撛趺崔k呢?生:加一豎直的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。師:這在電視技術(shù)中叫做場(chǎng)掃描。如果場(chǎng)掃描和行掃描同時(shí)進(jìn)行,想象一下,光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)是怎么樣的呢?動(dòng)畫(huà):掃描(場(chǎng)掃描:50場(chǎng)/秒,所以我們感到整個(gè)熒光屏都在發(fā)光)14C,以速率v=106m/s射入B=102T的勻強(qiáng)磁2.極光現(xiàn)象問(wèn)題:極光是來(lái)自太陽(yáng)的高能粒子進(jìn)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(lái)沒(méi)有它的身影呢?生:解釋垂直射向赤道(向東偏轉(zhuǎn))和兩極(長(zhǎng)驅(qū)直入)的正電荷,并得出結(jié)論。師:至于有的時(shí)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(guò)上網(wǎng)等方式查閱。地磁場(chǎng)使得在赤道等低緯度地區(qū)沒(méi)有極光的身影,這的確是一種遺憾,但是,也正因?yàn)榈卮艌?chǎng)的存在,使我們?nèi)祟?lèi)的生產(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(kāi)始時(shí)那個(gè)美麗有神秘的極光現(xiàn)象嗎?板書(shū)設(shè)計(jì):磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 一 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力,安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現(xiàn)。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(dòng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中,它所受的洛侖茲力F=qvB當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的方向與磁場(chǎng)的方向夾角為q時(shí),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(chǎng),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(duì)電荷不做功,只改變速度的方向,不改變速度的大?。谒钠簩?zhuān)題16:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 測(cè)試題專(zhuān)題16:磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用(洛倫磁力)一、帶電粒子在邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.如圖所示,直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相同的兩個(gè)粒子沿AB方向射入磁場(chǎng),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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D.兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)解析:作出各自的軌跡如圖所示,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)知,分別從P、Q點(diǎn)射出時(shí),與AC邊夾角相同,故可判定從P、Q點(diǎn)射出時(shí),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(chǎng),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(chǎng).一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成30176。角斜向上射入磁場(chǎng),()A.粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)OB.粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2∶1C.粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí),沿x軸前進(jìn)3R解析:由r=可知,粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶2,所以B
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