1.2 磁场对运动电荷的作用力 教案 （表格式）高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

课题 1.2 磁场对运动电荷的作用力
教学目标 1. 通过实验，认识洛伦兹力，能够判断洛伦兹力的方向，会计算大小。 2. 经历由安培力推导出洛伦兹力的过程。 3. 了解显像管的基本构造及工作原理，认识电子束的磁偏转。
重点 通过实验，认识洛伦兹力，能够判断洛伦兹力的方向，会计算大小。
难点 了解显像管的基本构造及工作原理，认识电子束的磁偏转。
教学过程 一、情境引入 师：如图放入磁场中的通电导线受到安培力的作用，那么电流是如何形成的呢？ 生：电荷的定向移动形成电流。 问：导体中运动的电荷会受到磁场力的作用吗？我们通过实验来看一下。 二、新课教学 师：从实验中我们发现给电子束加磁场后发现电子束发生偏转，并且偏转方向与磁场方向有关。我们回顾一下安培力的方向：磁感线穿掌心，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向。
教学过程 问：电流的方向是如何规定的？ 生：正电荷定向移动的方向。 师：因此你们觉得如何判断洛伦兹力的方向？ 生：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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），这时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。 师：所以安培力是宏观体现。洛伦兹力是微观体现，因此安培力的大小是所有电荷受到的洛伦兹力的合力。那洛伦兹力的大小是多少呢？请同学们尝试推导。 生：F洛=qvB你 师：此时速度与磁场是什么位置关系？ 生：垂直。 师：当电荷的速度与磁场方向平行时：F=0；当电荷的速度与磁场方向成θ角时：F=qvBsinθ 例1. 求下图中各电荷所受洛伦兹力的大小和方向： 师：这是老式电视机的无信号画面，它是如何成像的呢？其实它就是应用了电子束磁偏转的原理。其中有发射电子的电子枪，偏转线圈产生偏转磁场，电子撞击荧光屏就能发光， 问1：要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
教学过程 生：垂直纸面向外。 问2：要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？ 生：垂直纸面向里。 问3：要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？ 生：先垂直纸面向里逐渐减小，后垂直纸面向外逐渐增大。 师：要想电子束打在屏幕上的光点如图一样移动，磁场应该什么方向？ 生：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场。 师：没错，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图中那样不断移动，这在显示技术中叫作扫描。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管一秒可扫50场，所以我们看见的电视画面一直在亮。 师：应用洛伦兹力还发明了速度选择器和磁流体发电机。 速度选择器原理：如图所示，粒子所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的粒子束射入相互垂直的匀强电场和匀强磁场所组成的场区中，若粒子运动轨迹不发生偏转，必须满足什么条件？qvB = qE 磁流体发电机原理：一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。
教学过程 问1：A、B板哪一个是电源的正极？ 问2：若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，发电机稳定后的电动势是多大？qvB= q 例1. 如图所示，匀强磁场的方向竖直向下。磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口飞出。关于带电小球以及它在离开试管前的运动情况，下列说法正确的是( BD ) A. 小球带负电 B. 小球的运动轨迹是一条抛物线 C. 洛伦兹力对小球做正功 D. 维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 例2. 如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒PQ从高h处自由下落，则( B ) A．P端先着地 B．Q端先着地 C．两端同时着地 D．以上说法均不正确 三、课堂小结 总结洛伦兹力的方向判断方法和大小。
教后反思 这章对于学生来说难度较大，本节课是安培力的微观体现，难度上要更大一点，学生接受起来较难。