通河一中

运动电荷在磁场中受到的力教学设计

课程名称运动电荷在磁场中

受到的力

课时

学段学科高中教材版本人教版

作者物理组学校通河一中

一、教学目标

1.知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.

2.知道洛伦兹力大小的推理过程.

3.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.

4.了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.

二、教学重难点

运动电荷在磁场中受到的力

三、学情分析

从已有的知识去学习新的知识，能从理论上加以分析和概括，把学到的理论知识

用于实际，用理论去解释具体现象和认识新事物。

四、教学方法

建议使用教具或电子白板等信息化环境。

五、教学过程

一、回顾复习

前面我们学习了磁场对电流的作用力,下面思考两个问题:

1.如图,判定安培力的方向

若已知图中B=×10-2T,导线长L=10cm,I=1A.求导线所受的安培力大小.

2.什么是电流?

二、新课教学

磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,我们会想到: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.

观察磁场阴极射线在磁场中的偏转

实验现象结论:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是.把电子

射线管放在蹄形磁铁的磁场中,如图乙所示,电子束的径迹向发生了偏转,

若调换磁铁南北极的位置,则电子束的径迹会向偏转.

1.洛伦兹力的方向和大小

(1)洛伦兹力的定义:

如图运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,那么洛伦兹力的方向如何判断

呢?

(2)洛伦兹力的方向——左手定则

伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感

线从掌心进入,并使四指指向运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的

的方向.

特别提示:

①洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面.B与v可以垂直,也可以不垂

直.

②因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直,所以洛伦兹力一个重要特点就是对

带电粒子不做功,它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小.

③正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指

向相反(先确定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定).

【课堂练习】试判断如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.

(3)洛伦兹力的大小

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,每个自由电荷的电荷量为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.

①这段导线中电流I的微观表达式I=.

②这段导体所受的安培力F

安

=.

③这段导体中含有多少自由电荷数为

④每个自由电荷所受的洛伦兹力大小F=.

(4)洛伦兹力的计算公式

①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B),F=.

②当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时,F=.

2.电视显像管的工作原理

问题1:要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?

问题2:要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?

问题3:要使电子打在荧光屏的位置从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样

变化?