高二物理 磁场对运动电荷的作用力.doc

高二物理磁场对运动电荷的作用力教学目标（一）知识与技能1、知道什么是洛伦兹力。2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。（三）情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”教学重点1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。教学难点1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。2、洛伦兹力方向的判断。教学活动（一）引入新课（复习提问）1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向?安培力的大小：安培力的方向：左手定则（1）如图，判定安培力的方向2、磁场对电流有力的作用,电流是怎样形成的呢?电荷的定向移动形成电流。磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。说明电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。（二）进行新课1、洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。2、洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，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。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反课堂训练1、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。利用上题由学生分析总结出下列几点1、以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面洛伦兹力永远与速度方向垂直洛伦兹力的大小【思考与讨论】:洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?学生猜想：当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：1.磁感应强度B2.电荷量q3.电荷运动快慢v若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，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为B的磁场中。这段导体所受的安培力为F安=BIL电流强度I的微观表达式为I=nqSv这段导体中含有自由电荷数为N=nLS。安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为总结：电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为(v垂直B）问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?θ为B和v之间的夹角当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为上式中各量的单位：为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）【思考与讨论】:同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？引导学生分析得：洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。课堂训练1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则（）A．带电粒子速度大小改变B．带电粒子速度方向改变C．带电粒子速度大小不变D．带电粒子速度方向不变2、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？3、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力始终不变.B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变.D.电子的动能始终不变4、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地面向东偏转C．相对于预定点稍向西偏转D．相对于预定点稍向北偏转小结1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力的方向：左手定则F⊥vF⊥B3、洛伦兹力的大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功