高二物理选修3 磁场对运动电荷的作用.doc

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高二物理选修3磁场对运动电荷的作用
教学目标：
(一)知识与技能
道什么是洛仑兹力。知道影响洛仑兹力方向的因素。
会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题。
了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。
（二）过程与方法
由通过电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛伦兹力的过程，培养学生的迁移能力
（三）情感与价值
通过本节教学，培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育
教具：电子射线管、电源、磁铁。
教学过程：
〔引入新课〕
例：如图所示，AB导体杆的两端用细线悬挂于竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度Ｂ＝0.04T，导线长Ｌ＝0.1ｍ，问：
当开关断开时，导体杆处于什么状态？
若开关闭合，且电流Ｉ＝１Ａ，则通电直导线受到安培力多大？方向如何？

思考：安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力。开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？
开关闭合后，AB中有电流，电流的本质是定向移动的电荷。
猜想：是不是运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现呢？
证明的方法：实验。实验目的是检验我们的猜测。因此，必须先提供运动电荷和磁场。此外，如何显示带电粒子的运动也是需要认真考虑的问题。
介绍电子射线管原理：从阴极发射出来的电子，在阴阳两极的高压作用下，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。
演示：１）在没有外磁场时，电子束沿直线运动。
２）将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
结论：磁场对运动电荷有力的作用。

〔新课教学〕
磁场对运动电荷有力的作用，这个力叫做洛仑兹力。
洛仑兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力。
通电导线在磁场中受到的安培力是洛仑兹力的宏观表现。
洛仑兹力的方向
思考：１）判定图中导线受到的安培力方向？（向下）
２）电流方向与电荷运动方向的关系？
（正电荷运动方向与Ｉ一致，负电荷运动方
向与Ｉ相反）
３）安培力的方向与洛仑兹力方向的关系？（一致）
４）电荷运动方向、磁场运动方向、洛仑兹力方向的关系？
左手定则：磁感线穿过手掌心；
四指指向：与正电荷运动方向一致，与负电荷运动方向相反
大拇指指向：洛仑兹力的方向。
练习：判定图中带电粒子所受洛仑兹力的方向。

电子束的偏转
四、显像管的工作原理
练习：
已知一质子以５×10７m/s的速度垂直射人B＝2T的匀强磁场中，求质子受
到的洛仑兹力为多大？

2．依运动轨迹，判定图中带电粒子的电性。

小结：安培力是洛仑兹力的宏观表现，所以两者在大小和方向上很大的联系，洛仑兹力的大小和方向都可以通过安培力来推导。但两者在受力物体上是有区别的。要注意洛仑兹力对微观的粒子不做功，并不表示安培力对宏观的导线不做功。
作业：