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

2019-2020年高中物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用教案3 新人教版選修3-1一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2、知道洛倫茲力大小的推理過(guò)程.3、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算.4、了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功. 5、了解電視顯像管的工作原理（二）過(guò)程與方法通過(guò)觀察，形成洛倫茲力的概念，同時(shí)明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過(guò)思考與討論，推導(dǎo)出洛倫茲力的大小公式F=qvBsin。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應(yīng)用電視顯像管中的磁偏轉(zhuǎn)。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)會(huì)觀察、分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和研究方法。讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向.2.掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算.這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))，是本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：1.洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功.2.洛倫茲力方向的判斷.三、教具：電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體四、教學(xué)過(guò)程：復(fù)習(xí)引入前面我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，下面思考兩個(gè)問(wèn)題：1.如圖判定安培力的方向（讓學(xué)生上黑板做）若已知上圖中：B=4.010-2 T，導(dǎo)線長(zhǎng)L=10 cm，I=1 A.求：導(dǎo)線所受的安培力大??？學(xué)生解答解：F=BIL=410-2 T1 A0.1 m=410-3 N答：導(dǎo)線受的安培力大小為410-3 N.2.什么是電流？學(xué)生答電荷的定向移動(dòng)形成電流.教師講述磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，我們會(huì)想到：這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的，而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn).演示實(shí)驗(yàn)觀察磁場(chǎng)陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)（100頁(yè)圖3。5-1）教師說(shuō)明電子射線管的原理：說(shuō)明陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場(chǎng)的作用下高速運(yùn)動(dòng)而形成的電子流，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡，磁鐵是用來(lái)在陰極射線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的，還應(yīng)明確磁場(chǎng)的方向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。學(xué)生用左手定則判斷電子束彎曲方向。學(xué)生分析得出結(jié)論磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用.-引出新課（二）新課講解1、洛倫茲力的方向和大?。?）、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).【說(shuō)明】可以根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力而對(duì)未通電的導(dǎo)線沒(méi)有作用力，引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。過(guò)渡語(yǔ)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，那么洛倫茲力的方向如何判斷呢？問(wèn)題如圖判定安培力方向.（上圖甲中安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛏希覉D安培力方向?yàn)榇怪彪娏鞣较蛳蛳拢?電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系.（電流方向和正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，和負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反）.F安的方向和洛倫茲力方向關(guān)系.（F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，和負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向相反.）.電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力方向的關(guān)系.（學(xué)生分析總結(jié)） （2）、洛倫茲力方向的判斷左手定則伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向是電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的正方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向.【要使學(xué)生明確】：正電荷運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與左手四指指向一致，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向則應(yīng)與左手四指指向相反(先確定負(fù)電荷形成電流的方向，再用左手定則判定)。投影出示練習(xí)題-“問(wèn)題與練習(xí)”1試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.學(xué)生解答甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上.乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下.丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者.丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里（3）、洛倫茲力的大小現(xiàn)在我們來(lái)研究一下洛倫茲力的大小. 通過(guò)“思考與討論”，來(lái)推導(dǎo)公式F=qvBsin時(shí)，應(yīng)先建立物理模型(教材圖353)，再循序漸進(jìn)有條理地推導(dǎo)，這一個(gè)過(guò)程可放手讓學(xué)生完成，體現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性。也可以通過(guò)下面的命題引導(dǎo)學(xué)生一一回答。設(shè)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為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，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中.問(wèn)題這段導(dǎo)線中電流I的微觀表達(dá)式是多少？讓學(xué)生推導(dǎo)后回答。學(xué)生答I的微觀表達(dá)式為I=nqSv問(wèn)題這段導(dǎo)體所受的安培力為多大？學(xué)生答F安=BIL問(wèn)題這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)？學(xué)生答這段導(dǎo)體中含有的電荷數(shù)為nLS.問(wèn)題每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？學(xué)生答安培力可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)上的洛倫茲力F的合力，這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB洛倫茲力的計(jì)算公式（1）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)（vB） F = qvB （2）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成時(shí)（vB） F = qvBsin上兩式各量的單位：F為牛（N），q為庫(kù)倫（C）， v為米/秒（m/s）, B為特斯拉（T）最后，通過(guò)“思考與討論”，說(shuō)明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子總是不做功的。顯像管的工作原理（1）原理 ：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理（2）構(gòu)造 ：由電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等組成（介紹各部分的作用102頁(yè)） 在條件允許的情況下，可以讓學(xué)生觀察顯像管的實(shí)物，認(rèn)清偏轉(zhuǎn)線圈的位置、形狀，然后運(yùn)用安培定則和左手定則說(shuō)明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)的。再通過(guò)“思考與討論”（ 103頁(yè)），讓學(xué)生弄清相關(guān)問(wèn)題。進(jìn)而介紹電視技術(shù)中的掃描現(xiàn)象。最后讓學(xué)生回憶 “示波管的原理”，通過(guò)對(duì)比看看二者的差異。（三）對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡(jiǎn)要小結(jié)（四）鞏固新課 （1）復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容（2）完成“問(wèn)題與練習(xí)” 4、5練習(xí)（3）作業(yè)紙教后記： 學(xué)生很快就過(guò)了洛倫茲力和安培力的關(guān)系這一關(guān)，但在判斷負(fù)電荷受到的洛倫茲力上不會(huì)用手。