2.3洛伦兹力和显像管 学案 (2)

2.3洛伦兹力和显像管
学案
学情分析
1、在知识上：学生已经对安培力有深刻的认识，知道其方向的判断和大小的计算，所以我采用比较的方式来突破洛伦兹力的方向判断这一重点。在推导出洛伦兹力大小的计算公式后再用比较的方式将公式推广。
2、在能力上：学生对宏观与微观的联系的理解比较困难，学生逻辑思维能力相对较差，为攻克这一难点，我根据学生的实际情况为学生搭梯子，创设问题情境来解决。
教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。
3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
4、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。
5、了解电视机显像管的工作原理。
（二）过程与方法
1、通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力和安培力的关系，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。
2、通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式。
（三）情感态度与价值观
1、引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。
2、让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理——假设——实验验证”。
教学重点
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
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。
教学难点
1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判断。
教学方法
从实际生活中的现象及所学的知识进行质疑→通过探究→来解疑，经历多次的比较，使知识得到理解；学生通过观察、分析、探究、讨论、归纳总结完成本节的学习任务。
教学过程
【自主学习】
1.阴极射线管接到高压电源后，　
会发射　
，电子在　
作用下飞向　
，电子飞过挡板上的扁平狭缝后形成一个　
。长条型的荧光板在阳极　
，　
掠射到荧光板上，显示出　
。
2．洛伦兹力是
。　
3．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：
4．洛伦兹力的大小:　
。
5．洛伦兹力的特点:
6．显像管的工作原理
（1）构造：
（2）工作原理：
（3）使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成
。（参阅课本98页）
《运动电荷在磁场中受到的力》预习学案
【预习自测】
1、试判断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.
2、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（
）
A、2：1
B、1：1
C、1：2
D、1：4
3、电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则　　　　　
（
）
A．磁场对电子的作用力始终不做功
B．磁场对电子的作用力始终不变
C．电子的动能始终不变
D．电子的速度始终不变
4、下列说法正确的是：
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．洛伦兹力可以改变带电粒子的动能
D．洛伦兹力对带电粒子不做功
5.在所示的图中,匀强磁场的磁感应强度为B=2T,带电粒子的速率为V=10m/s,带电荷量为q=8C,试求出带电粒子所受的洛伦兹力并判断其方向。
老师寄语：
当你对某人某事不耐烦的时候，提醒自己不要麻木，你总会有所新的发现的。
?《运动电荷在磁场中受到的力》讲授学案
【回顾复习】：
1、安培力的定义：
（1）方向的判断：
（2）大小的计算：
2、电流是如何形成的？
【课内探究】：
一、阴极射线在磁场中的偏转
实验现象：
实验结论：
二、洛伦兹力
1、定义：
2、方向的判断——左手定则
内容：
【例1】：
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
反思：
【变式训练】:试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。
3、洛伦兹力的特点：
（1）、
。
（2）、
。
【例2】、在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是（
）
A、洛伦兹力既改变带电粒子的速度方向，也改变其速度的大小。
B、洛伦兹力只改变带电粒子运动方向；
C、洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功；
D、洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动过程中的动能保持不变。
反思：
4、洛伦兹力的大小
探究洛伦兹力大小的表达式：
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，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。
若速度v与磁场B的方向夹角为θ，F的表达式又如何？
洛伦兹力的大小F=
（
θ为V与B的夹角）
（1）V
=0时，F
=
，即磁场对静止电荷没有力的作用。
（2）θ
=0
(
V∥B）时，F
=
。
（3）θ
=
90°(
V⊥B）时，
F=
【例3】、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则
[
]
A．带电粒子速度大小改变；
B．带电粒子速度方向改变；
C．带电粒子速度大小不变；
D．带电粒子速度方向不变。
反思：
【变式训练】：
有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为
　　　　　,质子在磁场中向
方向偏转
。
二、应用
1、电视显像管的工作原理
（1）主要构造:
（2）合作探究：
若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？
若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？
若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？
（3）原理：
极光现象
（以正电荷为例）
【例4】、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将(
)
A.竖直向下沿直线射向
B.相对于预定地面向东偏转
C.相对于预定点稍向西偏转
D.相对于预定点稍向北偏转
反思：
【当堂检测】
1、如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是
（
）
2、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是　　　　　　　　　
（　
　）
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
B．电荷在电场中一定受电场力的作用
C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致
D．电荷若受洛伦兹力，则洛伦兹力方向与该处的磁场方向垂直
3．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是(
　)
A．只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同　　　　　　　　　　　　　
　
B．如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动
4、关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（
　）
A、F、B、v三者必定均相互垂直
B、F必定垂直于B、v，但B不一定垂直v
C、B必定垂直于F，但F不一定垂直于v
D、v必定垂直于F，但F不一定垂直于B
5、电子以4×106m/s的速率垂直
射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的洛伦兹力为
N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是30°，则电子所受的洛伦兹力为
N
6、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通有自左向右电流的长直导线，则电子射线将（
　）
A、向上偏
B、向下偏
C、向纸内偏
D、向纸外偏
v
v
v
B
v
v
f
f