高中物理：3.5磁场对运动电荷的作用力教案人教版选修3.doc

◇课前预习◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、相关知识点的回顾1．磁场对电流有作用力这个力叫安培力安培力的大小与哪些因素有关？写出安培力的表达式。2．安培力的方向怎样判断？左手定则的内容？安培力的方向与电流、磁场的方向有什么关系？3．在第二章我们曾经学过电流电流的大小是怎样定义的？电流的流向与电荷的运动方向有怎样的关系二、预习能掌握的内容1．阴极射线是一束高速运动的（“质子”、“电子”）流。课文中实验发现阴极射线在磁场中发生偏转说明。我们把这个力叫。2．通电导线受到的安培力实际上是洛仑兹力的。3．与安培力方向判断类似洛仑兹力的方向判断也用。4．在宏观图中画出安培力的方向在微观图中画出洛仑兹力的方向。（思考：如果是电子定向移动在微观图上怎样画电荷的速度、洛仑兹力方向）。体会左手定则判断洛仑兹力方法。宏观微观三、预学中的疑难问题◇课堂互动◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、学习目标1.知道磁场对电流作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。2.能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB培养学生的推理能力和知识迁移能力。并能够应用公式进行简单计算。3.理解洛仑兹力的方向由左手定则判定并会用左手定则熟练地判定。二、学习过程1.知识点一洛仑兹力的定义⑴磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。⑵安培力是大量电荷所受洛仑兹力的宏观体现。【探究活动】观察实验演示阴极射线在磁场中的偏转现象。ⅰ）不加磁场ⅱ）射线与磁场垂直【教师释疑】磁场对电流有安培力而电流是电荷定向移动形成的故磁场对运动电荷有作用力。大量电荷洛仑兹力集中表现成宏观的安培力。2.知识点二洛仑兹力的大小【探究讨论】如何定量描述洛仑兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型推导出洛伦兹力的计算式：宏观微观设有一段长度为L的通电导线横截面积为S导线每单位体积中含有的自由电荷数为n每个自由电荷的电量为q定向移动的平均速率为v将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度B的匀强磁场中1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？I=2.这段导体所受的安培力为多大？F=3.这段导体中含有多少自由电荷数？N=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？从微观角度看导体中运动的电荷受洛仑兹力作用所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力设每个运动电荷的洛仑兹力为f由此必然有：v+qf=（引导学生分析f=qvB的适用条件）教师提问：①f=qvB的适用条件如何？②当电荷速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时洛伦兹力f又怎样？③运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？（实验观察阴极射线∥B现象）师生共同总结：①当电荷运动方向与磁场方向平行时运动电荷虽然在磁场中但不受洛仑兹力作用②当电荷运动方向与磁场方向垂直时运动电荷受洛仑兹力最大fmax=qvB。【教师释疑】一般我们只要求计算垂直入射情况下洛仑兹力的大小了解以一般角度射入磁场洛仑兹力介于0与fmax之间。电荷受到的洛仑兹力为零的可能情况①静止②∥B。【典题精讲1】电子的速率v=3×106m/s垂直射入B=0.10T的匀强磁场中它受到的洛伦兹力是多大？【典题精讲2】下列说法正确的是：（）A、运动电荷在磁感应强度不为零的地方一定受到洛仑兹力的作用B、运动电荷在某处不受洛仑兹力则该处的磁感应强度一定为零C、电荷受到洛仑兹力该电荷一定是运动的D、电荷受到洛仑兹力该电荷相对磁场一定是运动的3.知识点三洛仑兹力的方向洛仑兹力的方向也可以由左手定则判定【探究活动】复习用安培定则判断安培力的方向探究用安培定则判断洛伦兹力的方向请一名学生带领大家分析如图的洛仑兹力的方向）vvff【教师释疑】（1）左手定则：伸开左手使大拇指跟其余四个手指并且都和手掌在面内让磁感线穿入手心并使伸开的四指指向正电荷运动的方向那么大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。（若负电荷怎么判断？）（2）左手定则四指的指向：与电流流向一致；与正电荷运动方向一致；与负电荷运动方向相反（3）洛仑兹力的方向：一定有；（思考：洛仑兹力做功吗？为什么？）【典题精讲3】试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。甲乙丙丁4．知识点四电视显像管的工作原理【自主学习】阅读教材相关内