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視頻標(biāo)簽：磁場對運(yùn)動,電荷的作用
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修1-1第二章2.4磁場對運(yùn)動電荷的作用-浙江省優(yōu)課
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2.4 磁場對運(yùn)動電荷的作用教案
一、教材目標(biāo) （1）知識與技能
1、知道什么是洛倫茲力；
2、會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向； 3、知道洛倫茲力對電荷不做功。 （2）過程與方法
通過洛倫茲力大小的推導(dǎo)過程進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。 （3）情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會科學(xué)研究的基本方法：推理—假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，洛倫茲力大小的計(jì)算。 難點(diǎn)：理解洛倫茲力對電荷不做功。 三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)觀察法、講解法 四、教學(xué)用具
多媒體課件、視頻演示、洛倫茲力演示儀 五、教學(xué)過程 （一）知識回顧
判斷下圖安培力的方向
若已知上圖中：B=4.0×10-2 T，導(dǎo)線長L=10 cm，I=1 A。求：通電導(dǎo)線所受的安培力大小？ （二）問題導(dǎo)入
思考：電流是如何形成的？ 電流是電荷的定向運(yùn)動形成的，而磁場對電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會想到了什么？ 猜想：磁場可能對運(yùn)動電荷有力的作用。 （三）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)：用陰極射線管研究磁場對運(yùn)動電荷的作用。 （視頻觀看）
在真空玻璃管內(nèi)安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽極.陰極接高電壓的負(fù)極、陽極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場力的作用下從陰極飛向陽極.這個(gè)管子叫做電子射線管.為了顯示電子束運(yùn)動的情況,管內(nèi)裝有長條形的熒光屏,屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊時(shí)能夠發(fā)光。
結(jié)論：當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場時(shí)，電子的運(yùn)動軌跡是直線。
當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場時(shí)，電子的運(yùn)動軌跡是曲線。 所以，磁場對運(yùn)動電荷有力的作用。 得出洛倫茲力的概念。
洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷有力的作用，這個(gè)力叫做洛侖茲力。
簡單介紹科學(xué)家洛倫茲：
洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對運(yùn)動電荷有作用力的觀點(diǎn)。 洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。
（四）洛倫茲力的的大小和方向
思考：洛侖茲力F洛的方向如何確定？ 猜想：能不能用左手定則來判定？ 推理：我們曾經(jīng)用左手定則判定安培力的方向．大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。 驗(yàn)證：嘗試不同方向的磁場對電子束的不同影響，判斷運(yùn)動的電子束在各種方向的磁場中的受力方向。
觀看視頻：磁場對運(yùn)動電荷的作用
得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，洛倫茲力的方向可以用左手定則確定。
左手定則：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，若四指指向正電荷運(yùn)動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。
問：洛侖茲力F洛的大小與什么有關(guān)？ 請大家猜一猜？ 問題推導(dǎo)：
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(gè)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，求洛倫茲力 (1) 通電導(dǎo)線中的電流
nqvSI
(2)通電導(dǎo)線所受的安培力
L
nqvSB)(BILF安
(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)
nSLN
(4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲力
qvB
nSLL
nqvSF)(BNF安洛
當(dāng)速度V的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)：F＝0
課堂練習(xí)鞏固
思考：洛侖茲力有什么特點(diǎn)呢？
洛侖茲力F的方向總跟運(yùn)動電荷的速度v的方向垂直。
洛侖茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度的大小。 洛侖茲力對在磁場中運(yùn)動的電荷不做功。
v
v
vv
問題：如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場時(shí)，初速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運(yùn)動？
實(shí)驗(yàn)裝置演示洛倫茲力的大小和方向。
它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 （五）應(yīng)用：顯像管的工作原理 閱讀課本內(nèi)容。思考討論以下問題： 1、電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？ 2、如圖所示
（1）要是電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？ （2）要是電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？
（3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點(diǎn)移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？ 課后練習(xí)布置。 六、板書設(shè)計(jì)
2.4 磁場對運(yùn)動電荷的作用
1、洛倫茲力：磁場對運(yùn)動電荷的作用 方向：左手定則
大小：F=qvB（v垂直于B） 2、洛倫茲力對電荷不做功 3、電視顯像管的工作原理 七、教學(xué)反思
思考和討論部分可以讓學(xué)生分組討論，讓不同層次的學(xué)生對知識都有深刻的感受，最后通過交流發(fā)言得出結(jié)論。
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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