2022年高中物理 《磁場對運動電荷的作用力》教案 教科版選修1-1

2022年高中物理 《磁場對運動電荷的作用力》教案 教科版選修1-1 一．教學目標 【知識和技能】 1．知道什么是洛倫茲力，通電導線在磁場中所受的安培力實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 2．掌握洛倫茲力的計算及方向的判定 【過程和方法】 1．通過觀察“陰極射線在磁場中偏轉”的演示實驗，形成洛倫茲力的概念 2．建立洛倫茲力與安培力的聯(lián)系，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向 3．通過思考與討論，推導出洛倫茲力的大小公式 【情感、態(tài)度、價值觀】 經(jīng)歷觀察和思考的過程，會根據(jù)舊知識得到新知識，培養(yǎng)學生的科學思維和科學方法 二．教學重點 洛倫茲力的推導和方向的判定 三．教學難點 洛倫茲力的計算及方向的判定 四．教學過程 引入課題 問題思考：電視顯像管中的電子只是細細的一束，為什么能使整個屏幕發(fā)光？ 推理判斷：電流在磁場中會受到安培力，而電流是電荷的定向運動而產(chǎn)生的，那么運動的電荷會受到磁場力的作用嗎？ 實驗觀察：陰極射線在磁場中偏轉。 介紹陰極射線管 如何觀察電子束的徑跡？ 觀察：沒加磁場時電子束如何？ 外加蹄形磁鐵的磁場，不同方向的磁場對電子的不同影響 新課教學 板書：5．磁場對運動電荷的作用力 （一）洛倫茲力的方向 建立概念：運動電荷在磁場中所受的力稱為洛倫茲力 形成共識：通電導線在磁場中所受的安培力，實際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 推理判斷：用左手定則可以判定洛倫茲力的方向 ——伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。 依據(jù)上圖，闡明：洛倫茲力的方向與運動方向和磁感應強度的方向都垂直。 （二）洛倫茲力的大小 嘗試由安培力的大小推導洛倫茲力的大小 啟發(fā)思路： 1．導體中電荷定向運動時受到的洛倫茲力與導體所受的安培力是什么關系？ 2．安培力的表達式是怎樣的？（可只考慮導體與磁場方向垂直的情形） 3．建立宏觀量如電流I、導體長度L和橫截面積S、單位體積內粒子數(shù)n等，和相關微觀量如單個粒子的電荷量q、定向運動速率v等的聯(lián)系。（其中關鍵式：I=nqSv） 不難推出：F=qvB 4．如果速度方向與磁感應強度的方向成θ，可考慮將速度v沿垂直磁場方向和平行磁場方向進行分解。（也可以將磁感應強度B分解為垂直速度方向和沿速度方向的兩個分量） F=qvBsinθ 可推導出： 學生活動： 1．說明公式中各符號的物理意義及其單位 2．討論兩個特例：θ取90°和0°時情況 3．討論洛倫茲力對速度的影響。 ——只改變速度的方向，不改變速度的大?。徊蛔鞴?、不改變粒子的動能 （三）洛倫茲力的實際應用——電視顯像管的工作原理 1．顯像管為什么能發(fā)光？ 2．怎樣實現(xiàn)整個熒光屏發(fā)光？ 3．掃描磁場有何特點？ 小結本節(jié)內容、布置作業(yè) 五．教后感