2019-2020年高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》教案4 新人教版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》教案4 新人教版選修3-1 要 點(diǎn)：知道什么是洛侖茲力，知道電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電荷受到的洛侖茲力等于零；電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷受到的洛侖茲力最大，F(xiàn)=qvB。 會(huì)用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向． 教學(xué)難點(diǎn)：用左手定則判斷洛侖茲力的方向 考試要求：洛侖茲力（B） 課堂設(shè)計(jì)：本節(jié)教學(xué)講述磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，通過前一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已知道了磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，而電流是由于電荷的定向移動(dòng)而形成的，從而順理成章的可推出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有力的作用。首先通過演示實(shí)驗(yàn)表明磁場(chǎng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，然后由通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力推導(dǎo)出洛侖茲力的大小和方向，重點(diǎn)掌握洛侖茲力的概念。 解決難點(diǎn)：引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生由安培力的概念得出洛侖茲力的概念，使學(xué)生深入理解洛侖茲力的大小和方向。 學(xué)生現(xiàn)狀：對(duì)磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用已有了一定的了解，只是左手定則的應(yīng)用還存在一定的問題。 培養(yǎng)能力：觀察能力、遷移能力 課堂教具：U形磁鐵、電子射線管 一、引入新課 復(fù)習(xí)安培力 Fm =I LB , 其中I ⊥B, F⊥I , F⊥B 若I與B平行，F(xiàn) =0 設(shè)問：因?yàn)殡娏魇请姾蛇\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，那么磁場(chǎng)力是否直接作用在電荷上呢？有什么規(guī)律呢？電荷又怎樣運(yùn)動(dòng)呢？ 二、新課教學(xué) ◆理論分析：產(chǎn)生安培力的條件必須有電流，也即要有自由移動(dòng)的電荷。 宏觀上：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 微觀上：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。 ◆演示電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象 【現(xiàn)象】沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線前進(jìn)，表明這些電荷不受力，如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，電子束運(yùn)動(dòng)的軌跡發(fā)生了彎曲。 【問】從這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示了什么？ 【板書】1、運(yùn)動(dòng)電荷受到了磁場(chǎng)力的作用力，我們把它稱為洛侖茲力 產(chǎn)生的條件：電荷，電荷的速度，有磁場(chǎng) 2、洛侖茲力方向的判斷方法：左手定則 讓學(xué)生通過類比安培力的方向的判斷方法，領(lǐng)悟洛侖茲力的方向 （1）內(nèi)容：伸開左手，使拇指與四指在同一個(gè)平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是正電荷所受洛侖茲力的方向。 （2）運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷在磁場(chǎng)中所受洛侖茲力方向與正電荷所受的力的方向相反。 （3）靜止的電荷在磁場(chǎng)中不受力的作用 （4）洛侖茲力方向總是與V方向垂直，所以此力只改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，不改變粒子運(yùn)動(dòng)的快慢?；蛘哒f洛侖茲力對(duì)帶電粒子不做功。 3．大小：（由安培力分析推導(dǎo)） 設(shè)：在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向放入一段長(zhǎng)L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有自由電荷數(shù)n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v 則：導(dǎo)線中的電流為I=nqvS 安培力為F安 =ILB=(nqvS)lB 導(dǎo)線中含有的總電荷數(shù) N =nls 則：每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受力F=F安/N=(nqvS)LB/nLS =qvB 【板書】當(dāng)V與B垂直時(shí)，F(xiàn)max=qvB(此時(shí)F⊥v , F⊥B ,v⊥B) 當(dāng)V與B平行時(shí)，F(xiàn)min= 0 介于兩者之間時(shí)，0≤F≤qvB(但F⊥v，F(xiàn)⊥B) 思考與討論：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛侖茲力對(duì)帶電粒子是否做功？說明理由。 4．對(duì)地球的保護(hù) 小結(jié)：安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，它受到的洛侖茲力f=Bqv。洛侖茲力的方向由左手定則來判斷。 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)速度平行于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)中，電荷不受洛侖茲力作用。 鞏固練習(xí)：練習(xí)三 P179 作業(yè)布置：課時(shí)作業(yè)《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》 課后札記： 1． 2． 3． 資料：太陽是一個(gè)龐大而熾熱的球體，在它的內(nèi)部和表面進(jìn)行著各種化學(xué)元素的核反應(yīng)，產(chǎn)生了強(qiáng)大的帶電微粒流，并從太陽發(fā)射出來，用極大的速度射向周圍的空間。當(dāng)這種帶電微粒射入地球外圍稀薄的高空大氣層時(shí)，與稀薄氣體的分子猛烈地沖撞，產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，這就是極光。在帶電微粒流的作用下，各種不同的氣體所發(fā)出的光也不相同，因此會(huì)出現(xiàn)了各種不同形狀和顏色的極光，美麗又壯觀。 太陽活動(dòng)周期大約11年左右，在它活動(dòng)高潮期間，太陽上常出現(xiàn)太陽黑子（大的旋渦）及太陽表面物質(zhì)的大爆發(fā)，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的帶電粒子流，這種粒子流達(dá)到地球大氣層的時(shí)候，便激起了壯麗的極光。所以極光出現(xiàn)次數(shù)的多少，常與太陽活動(dòng)強(qiáng)弱有關(guān)，在太陽活動(dòng)高潮期間，極光出現(xiàn)的次數(shù)也多。 極光大多在南北兩極附近出現(xiàn)，很少發(fā)生在赤道地區(qū)。原因是地球像一塊巨大的磁石，而它的磁極在南北兩極附近。我們所熟悉的指南針受地磁場(chǎng)的影響，總是指著南北方向，從太陽射來的帶電微粒流，也受到地磁場(chǎng)的影響，以螺旋運(yùn)動(dòng)方式趨近于地磁的南北兩極。所以極光大多在南北兩極附近上空出現(xiàn)。在南極發(fā)生的叫南極光，在北極發(fā)生的叫北極光。我國(guó)地處北半球，所以我們只能看到北極光。