第五节《探究洛伦兹力》说课稿
一、教材分析
本节课是沪科版高中物理教材选修3-1第五章《磁场与回旋加速器》的第五节内容。高中物理课程标准对这一节要求是
“通过实验,认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。”
这-一节研究洛伦兹力是《磁场与回旋加速器》这章的重要内容,既是安培力的延续,又是后面学习带电粒子在磁场中运动的基础,是力学分析中重要部分。掌握好本节对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析,对利用功能关系解力学问题,有很大的帮助。
二、教学目的
1、知道什么是洛伦兹力,会判断洛伦兹力的方向;
2、知道洛伦兹力大小的推导过程;
3、培养学生的科学思维和研究方法,引导学生观察、分析、推理能力通过实验,认识洛伦兹力。
三、教学重点、难点:
重点:洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。
难点:洛伦兹力计算公式的推导过程。
四、教法、学法分析
这节课主要采取讲授法、实验法、讨论法教学模式。教学时采用事实引入、科学猜想、实验验证、推理判断、归纳总结相结合的方法。以数学方法和实验为重要手段,同时辅以必要的多媒体手段,增强感性认识。(共12张PPT)
探究洛伦兹力
思考:
磁场是不是可能对运动电荷有力的作用?
电荷的定向移动
电流
形成
通电导线(电流)
放磁场中
受“安培力”
猜测
洛伦兹(1853—1928),荷兰物理学家,1902年诺贝尔物理学奖的获得者。
首先提出
磁场对运动电荷有作用力!
洛伦兹力F洛
大小
方向
?
猜想:能不能用左手定则来判定
推理:我们曾经用左手定则判定安培力的方向.大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力,因此,可以用左手定则判定洛伦兹力的方向.
洛伦兹力F洛的方向如何确定?
思考:
一、探究洛伦兹力的方向:
洛伦兹力的方向可以用左手定则判定
洛伦兹力的方向----左手定则
v
v
1、伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。
2、
如果运动的是负电荷,则四指指向负电荷运动的反方向,那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
F
F
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
v
f
v
f
v
B
垂直纸面向外
1、可见:以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。
2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电流方向,同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向
练一练:
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。
v
f
f
二、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,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。
I=nqvs
(适用条件:速度方向与磁场方向垂直)
如果通电导线不和磁场方向垂直,怎么办?
【例1】已知一质子以5×107m/s的速度沿上图所示方向进入磁感应强度B=2T的匀强磁场中,质子受的洛伦兹力为多大?
解:f=qvBcos30°=1.3ⅹ10-11N
例2:质量为m,带电量为q的带电粒子,以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中,恰好做匀速直线运动。求:磁场的磁感应强度及带电粒子的电性。
答案:B=mg/(qv)
正电
小结
1.洛伦兹力方向的判断方法
2.洛伦兹力的大小
洛伦兹力有什么特点呢?
f
V
f
-q
思考
运动电荷在磁场中做什么运动?探究洛伦兹力教学反思
磁场对运动电荷的作用力—洛伦兹力,应从洛伦兹力方向如何确定及洛伦兹力和安培力、电场力的区别与联系这两个方面加以理解。
洛伦兹力的方向由左手定则判定。决定洛伦兹力方向的因素有三个:电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。当电荷一定时,即电性一定时,其他两个因素中,如果只让其中一个因素相反,则洛伦兹力方向必定相反;如果同时让两个因素相反,则洛伦兹力方向将不变。洛伦兹力与安培力的区别与联系。
对洛伦兹力和安培力的联系与区别,可从以下几个方面理解:
1、安培力大小为F-ILB,洛伦兹力大小为F=qvB。安培力和洛伦兹力表达式虽然不同,但可互相推导,相互印证。
2、洛伦兹力是微观形式,安培力是宏观表现。
本节课沪科版高中物理教材选修3-1第五章《磁场与回旋加速器》的第五节内容,本节课整体设计合理,练习到位,学生都能参与进来,真正做到了以学生为主体,很大程度了调动了学生的积极性,不足之处在于板书设计上应再多下功夫,习题处理应再精炼,时间把控上应在多下功夫,整体由于是因为是上过的课,学生配合度高,反应较快,课的进程上的较快。所以在平时上课时候要注意时间分配,不应过快,要注意学生的接受能力,确保学生课堂效果,这是备课前应该考虑好的。