高中物理（人教版）选修3-1教案：3.5《运动电荷在磁场中受到的力》
文档属性
| 名称 | 高中物理（人教版）选修3-1教案：3.5《运动电荷在磁场中受到的力》 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 39.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-10-08 14:35:44 | ||
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文档简介
3.5《运动电荷在磁场中受到的力》
【课题】运动电荷在磁场中受到的力
【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1第三章第五节
【课型】新授课
【课时】2课时
【教材分析】
内容分析
本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。所以本节要重点掌握对洛伦兹力大小的推导和方向的判断。
教材的地位和作用
这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点。
新旧教材的对比
旧教材直接从磁场对电流有力的作用引入到磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场对运动电荷的猜想。新教材先引入生活中的电视显像管、两极的极光，再观察阴极射线在磁场中的偏转引入新课。
新旧教材在洛伦兹力方向上的总结相同。
旧教材在洛伦兹力大小的推导上直接推导，新教材设置了思考与讨论环节，提出循序渐进的问题，让学生来得出磁场对运动电荷作用力的大小。
新教材比旧教材增加了电视显像管的工作原理。
【学生学情分析】
学生已经具备的知识准备有：通电导线在磁场中受到安培力力的作用和应用左手定则判断安培力的方向。
学生的障碍：从宏观到微观的思维转变和对理论知识的推导的能力不够
【教学目标】
1知识与技能
(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。
( http: / / www.21cnjy.com )【重点难点】
重点：
1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。
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。
难点：
1.洛伦兹力对带电粒子不做功。
2．洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。
【教法学法】
以指导学生观察探究为主，讲授法为辅
【教学准备】
多媒体
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
课题引入多媒体展示：给出几幅极光的图片给 ( http: / / www.21cnjy.com )学生观察，欣赏它的漂亮，它的美，提出问题：这么美丽的景色是怎么形成的呢？ 引入课题：运动电荷在磁场中受到的力 观看图片思索问题 用美丽的图片调动学生的学习兴趣，引入课题
复习知识提问：1.安培力： 方向的判断： 大小的计算：2.电流是如何形成的？提出问题：既然磁场对电流有力的作用，而电流是电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有力的作用呢？3.经过科学推理可以大胆猜想到：磁场对运动电荷有力的作用。 回答问题：1.安培力：磁场对通电导线（电流）的作用力。方向的判断：左手定则大小的计算：2.电流是如何形成的？电流是由电荷的定向移动形成的。紧跟老师思维，进行科学猜想 以提问的方式展开，让学生回答问题，为本节课的学习做好知识铺垫。并引导学生进行大胆的猜想，
二．新课教学介绍电子射线管的原理：从阴极发射出来电子， ( http: / / www.21cnjy.com )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【板书】将磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力跟进：介绍洛伦兹得：洛伦兹 ( http: / / www.21cnjy.com )是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。探究洛伦兹力的方向理论推导:安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现；安培力方向用左手定则判定猜想：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定【板书】洛伦兹力的方向：左手定则【课堂小练习】判断洛伦兹力的方向【板书】思考与讨论1、洛伦兹力的作用效果？2、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 三、探究洛伦兹力的表达式：设有一段长为L，横截面积为S的直导线， ( http: / / www.21cnjy.com )单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求：（1）电流强度I。（2）通电导线所受的安培力。（3）这段导线内的自由电荷数。（4）每个电荷所受的洛伦兹力1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B）2.若带电粒子不垂直射入磁场四、应用：1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用2、电视显像管的工作原理 观看洛伦兹力的模拟动画，观察实验现 ( http: / / www.21cnjy.com )象，进行实验现象总结：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。结论：磁场对运动电荷有作用力. 回答：1. 洛伦兹力永远与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度大小2.洛伦兹力对电荷不做功思考并回答问题 N = nsLF落 =qVB观看视频，欣赏美丽极光，听讲解释观看了解电视显像管的构造、原理 提出猜想就要用实验去证实他，用事实来说话。引导学生进行实验总结。介绍物理学家的事迹，激发学生的荣誉感和为科学奋斗的决心用模拟动画的形式，使得学生的理解更加简洁课堂巩固练习，加强对左手定则的理解。发展学生的思维空间，培养学生思考问题的能力设置问题，为我们想要解决的问题做好铺垫了解磁场对运动电荷的作用在生活中的应用
【板书设计】
一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
二、洛伦兹力的方向：左手定则
1.洛伦兹力永远垂直于v和B组成的平面。
2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
3.洛伦兹力对电荷不做功
三、探究洛伦兹力的表达式：
1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B）
2.若带电粒子不垂直射入磁场
F＝qvBsinθ
四、应用：
1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用
2、电视显像管的工作原理
【课题】运动电荷在磁场中受到的力
【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1第三章第五节
【课型】新授课
【课时】2课时
【教材分析】
内容分析
本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。所以本节要重点掌握对洛伦兹力大小的推导和方向的判断。
教材的地位和作用
这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点。
新旧教材的对比
旧教材直接从磁场对电流有力的作用引入到磁 ( http: / / www.21cnjy.com )场对运动电荷的猜想。新教材先引入生活中的电视显像管、两极的极光，再观察阴极射线在磁场中的偏转引入新课。
新旧教材在洛伦兹力方向上的总结相同。
旧教材在洛伦兹力大小的推导上直接推导，新教材设置了思考与讨论环节，提出循序渐进的问题，让学生来得出磁场对运动电荷作用力的大小。
新教材比旧教材增加了电视显像管的工作原理。
【学生学情分析】
学生已经具备的知识准备有：通电导线在磁场中受到安培力力的作用和应用左手定则判断安培力的方向。
学生的障碍：从宏观到微观的思维转变和对理论知识的推导的能力不够
【教学目标】
1知识与技能
(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。
( http: / / www.21cnjy.com )【重点难点】
重点：
1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。
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。
难点：
1.洛伦兹力对带电粒子不做功。
2．洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。
【教法学法】
以指导学生观察探究为主，讲授法为辅
【教学准备】
多媒体
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
课题引入多媒体展示：给出几幅极光的图片给 ( http: / / www.21cnjy.com )学生观察，欣赏它的漂亮，它的美，提出问题：这么美丽的景色是怎么形成的呢？ 引入课题：运动电荷在磁场中受到的力 观看图片思索问题 用美丽的图片调动学生的学习兴趣，引入课题
复习知识提问：1.安培力： 方向的判断： 大小的计算：2.电流是如何形成的？提出问题：既然磁场对电流有力的作用，而电流是电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有力的作用呢？3.经过科学推理可以大胆猜想到：磁场对运动电荷有力的作用。 回答问题：1.安培力：磁场对通电导线（电流）的作用力。方向的判断：左手定则大小的计算：2.电流是如何形成的？电流是由电荷的定向移动形成的。紧跟老师思维，进行科学猜想 以提问的方式展开，让学生回答问题，为本节课的学习做好知识铺垫。并引导学生进行大胆的猜想，
二．新课教学介绍电子射线管的原理：从阴极发射出来电子， ( http: / / www.21cnjy.com )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【板书】将磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力跟进：介绍洛伦兹得：洛伦兹 ( http: / / www.21cnjy.com )是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。探究洛伦兹力的方向理论推导:安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现；安培力方向用左手定则判定猜想：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定【板书】洛伦兹力的方向：左手定则【课堂小练习】判断洛伦兹力的方向【板书】思考与讨论1、洛伦兹力的作用效果？2、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 三、探究洛伦兹力的表达式：设有一段长为L，横截面积为S的直导线， ( http: / / www.21cnjy.com )单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求：（1）电流强度I。（2）通电导线所受的安培力。（3）这段导线内的自由电荷数。（4）每个电荷所受的洛伦兹力1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B）2.若带电粒子不垂直射入磁场四、应用：1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用2、电视显像管的工作原理 观看洛伦兹力的模拟动画，观察实验现 ( http: / / www.21cnjy.com )象，进行实验现象总结：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。结论：磁场对运动电荷有作用力. 回答：1. 洛伦兹力永远与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度大小2.洛伦兹力对电荷不做功思考并回答问题 N = nsLF落 =qVB观看视频，欣赏美丽极光，听讲解释观看了解电视显像管的构造、原理 提出猜想就要用实验去证实他，用事实来说话。引导学生进行实验总结。介绍物理学家的事迹，激发学生的荣誉感和为科学奋斗的决心用模拟动画的形式，使得学生的理解更加简洁课堂巩固练习，加强对左手定则的理解。发展学生的思维空间，培养学生思考问题的能力设置问题，为我们想要解决的问题做好铺垫了解磁场对运动电荷的作用在生活中的应用
【板书设计】
一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
二、洛伦兹力的方向：左手定则
1.洛伦兹力永远垂直于v和B组成的平面。
2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
3.洛伦兹力对电荷不做功
三、探究洛伦兹力的表达式：
1.洛伦兹力：F=qVB (V⊥ B）
2.若带电粒子不垂直射入磁场
F＝qvBsinθ
四、应用：
1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用
2、电视显像管的工作原理