2019-2020年高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》教案6 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6 新人教版選修3-1 一、教學(xué)目標(biāo) 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握左手定則，并能熟練地用左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛侖茲力的方向。 2．理解安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。 3．根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用和電流強(qiáng)度的知識(shí)推導(dǎo)洛侖茲力的公式f=Bqv，并掌握該公式的適用條件。 4．熟練地應(yīng)用公式f=Bqv進(jìn)行洛侖茲力大小的計(jì)算。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．重點(diǎn)是洛侖茲力方向的判斷方法左手定則和洛侖茲力大小計(jì)算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用。 2．因電荷有正、負(fù)兩種，在用左手定則判斷不同的電荷受到的洛侖茲力方向時(shí)，要強(qiáng)調(diào)四指所指方向應(yīng)是正電荷的運(yùn)動(dòng)方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向。 3．洛侖茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)是難點(diǎn)之一，這要從概念上講解清楚。 三、教具 感應(yīng)圈、低壓直流電荷（學(xué)生電源或蓄電池）、陰極射線管，蹄形永久磁鐵、導(dǎo)線若干。 四、主要教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 1．設(shè)問(wèn)：我們已經(jīng)掌握了磁場(chǎng)對(duì)電流存在力的作用、安培力的產(chǎn)生條件和計(jì)算方法，那么磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是否也有力的作用呢？ 回答：有。 2．實(shí)驗(yàn)： 演示電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，讓同學(xué)注意當(dāng)改變磁場(chǎng)方向時(shí)，電子束的偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變。 （二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1．洛侖茲力（板書(shū)） 通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考：電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示了什么？ 定義：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷存在著力的作用，我們把它稱做洛侖茲力。 2．洛侖茲力產(chǎn)生的條件（板書(shū)） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，師生共同得出。 結(jié)論：電荷電量q≠0，電荷運(yùn)動(dòng)速度v≠0，磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷速度的垂直分量B⊥≠0，三個(gè)條件必須同時(shí)具備。在這里教師進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到磁場(chǎng)力的作用最大，教材只要求學(xué)生掌握這種情況。 3．洛侖茲力方向的判斷：（板書(shū)） 進(jìn)一步觀察電子束垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)，并改變磁場(chǎng)方向。在黑板上作圖表示，讓同學(xué)找出一種判斷方法。也可聯(lián)系安培力方向的判斷推理確定洛侖茲力方向的判斷方法——左手定則。 結(jié)論：洛侖茲力的方向判斷也遵循左手定則。 4．洛侖茲力的大?。ò鍟?shū)） 師生共同討論得出。 提問(wèn)：（1）如何用（單位體積內(nèi)含的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)n，每個(gè)電荷電量為q，電荷的平均定向移動(dòng)速率是v，導(dǎo)線的橫截面積是S）n、q、v、S來(lái)表示通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I？ 教師畫(huà)圖點(diǎn)撥，學(xué)生自己討論得出 （2）如何從合力的觀點(diǎn)出發(fā)用洛侖茲力f來(lái)表達(dá)安培力F的值？（當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)） 教師點(diǎn)撥，學(xué)生自己討論得出 F=LIB=Mf……②（N為導(dǎo)線中電荷總數(shù)） （3）讓學(xué)生自己根據(jù)上面二個(gè)式子推出一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大小。 ①代入②式：LnvSqB=Nf N=nLS f=Bqv （4）提問(wèn)：f=Bqv的適用條件是什么？ 答：當(dāng)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，它所受的洛侖茲力f=Bqv。 （三）課堂練習(xí) 1．如圖所示，運(yùn)動(dòng)電荷電量為q=210-8C，電性圖中標(biāo)明，運(yùn)動(dòng)速度v=4103m／s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，求電荷受到的洛侖茲力的大小和方向。 可以讓六位同學(xué)上黑板上每人演算一小題，寫(xiě)出公式計(jì)算洛侖茲力的大小，并標(biāo)明電荷受力方向。 2．當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則 [ ] A．帶電粒子速度大小改變； B．帶電粒子速度方向改變； C．帶電粒子速度大小不變； D．帶電粒子速度方向不變。 五、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(lái)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。 六、說(shuō)明 1．本節(jié)教材的重點(diǎn)是洛侖茲力產(chǎn)生的條件，洛侖茲力的大小和方向，難點(diǎn)是公式f=Bqv的推導(dǎo)，為突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，該節(jié)內(nèi)容不涉及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡等問(wèn)題。 2．嚴(yán)格說(shuō)，洛侖茲力的大小等于電荷電量q、電荷速率v、磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及v和B間夾角θ的正弦sinθ的乘積。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)速率方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷受洛侖茲力最大，f=Bqv；當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，電荷受洛侖茲力最小，等于零。因教材只要求學(xué)生掌握后兩種情況的判斷和計(jì)算，所以教案中只推導(dǎo)出θ=90時(shí)的洛侖茲力f=Bqv。 3．洛侖茲力屬于微觀力學(xué)范疇，充分利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生從感性知識(shí)入手，激發(fā)學(xué)生的興趣，在講解重點(diǎn)知識(shí)時(shí)，分步運(yùn)用觀察實(shí)驗(yàn)、提問(wèn)、思考、講解、推導(dǎo)等手段，讓同學(xué)在積極參與的過(guò)程中理解和掌握本節(jié)知識(shí)內(nèi)容。