1、高中物理教學設計 選修3-1第三章第5節 運動電荷在磁場中受到的力 17號選手 2016年10月27日 教師格言：因材施教、教學相長第三章磁場3.5 磁場對運動電荷的作用力新課標要求（一）知識與技能1、知道什么是洛倫茲力。2、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。3、知道洛倫茲力大小的推理過程。4、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。5、理解洛倫茲力對電荷不做功。6、了解電視機顯像管的工作原理。（二）過程與方法通過洛倫茲力大小的推導過程進一步培養學生的分析推理能力。（三）情感、態度與價值觀讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法：“推理假設實驗驗證”教學重點1、利用左手定則會判斷

2、洛倫茲力的方向。2、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。教學難點1、理解洛倫茲力對運動電荷不做功。2、洛倫茲力方向的判斷。教學方法實驗觀察法、講述法、分析推理法教學用具：電子射線管、電源、磁鐵、投影儀、投影片一、引入新課教師：讓全體同學1,觀看東方衛視的極光視頻，2、觀看磁場對示波器圖像的影響。演示實驗用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。如圖3.5-1教師：說明電子射線管的原理：從陰極發射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡。學生：觀察實驗現象。實驗結果：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，將

3、蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發現電子束運動軌跡發生了彎曲。學生分析得出結論：磁場對運動電荷有作用。二、進行新課1、洛倫茲力的方向教師講述：通電導線在磁場中所受到的力叫安培力，電荷的定向移動形成電流，運動電荷在磁場中受到的作用力稱為洛倫茲力， 推理和猜想：安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是安培力的微觀本質問題：安培力的方向用左手定則判定，那么洛倫茲力的方向能不能也用左手定則來判定呢？實驗驗證：（投影）學生觀察結論：洛倫茲力的方向也用左手定則來判定左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向正電荷運動的方向，那么，大拇指所指的方

4、向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。回到導學案：投影片出示練習題（1）試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。甲乙丙丁學生解答：甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中負電荷所受的洛倫茲力方向向上；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向紙內；丁中負電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙外2、洛倫茲力的大小教師：現在我們來研究洛倫茲力的大小。思考與討論：長為L、橫截面積為s的直導線，單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這

5、段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中。 ，求導線中自由電荷的總數和總電量？N=SLn Q=qN=qsLn 、導線中的自由電荷以速度為V做定向運動形成電流。求自由電荷從導線一端運動到另一端的時間？通過導線的電流？、求導線受到的安培力大小？根據F=Nf,求出導線中每個自由電荷受到的洛倫茲力f？結論：洛倫茲力的大小 當 vB 時,f = qvB 當 vB (V=0)時，f = 0 （電荷不受洛侖茲力作用） 當v與B之間有一定夾角時， f = q v B sin 思考與討論：圖為地磁場的分布圖，地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道和兩極哪里強？地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用

6、在赤道附近最強，兩極地區最弱思考：你能解釋為什么極光只在兩極出現了嗎？學生用左手定則解釋3. 洛倫茲力的特點（1）、洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁場和速度所組成的平面。（2）、洛倫茲力對電荷不做功，即不改變速度的大小，只改變速度的方向。4、電視機顯像管的工作原理思考與討論：1）若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點，偏轉磁場應該沿什么方向？2）若要使電子束打在點，磁場應該沿什么方向？3）若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？演示自制動畫：幫助學生了解電視機顯像管工作原理小結：1、洛倫茲力的方向2、洛倫茲力的大小3、洛倫茲力的

7、特點4、電視機顯像管的工作原理三、課后練習四、板書設計運動電荷在磁場中受到的力洛倫茲力1、洛倫茲力的方向：用左手定則判定2、洛倫茲力的大小： 當 vB 時,f = qvB 當 vB (V=0)時，f = 0 （電荷不受洛侖茲力作用） 當v與B之間有一定夾角時， f = q v B sin 3、洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，洛倫茲力不做功4、電視機顯像管的工作原理五、教學反思投影片出示練習題：練習1、電子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？學生分析求解，教師巡回指導：f=qvB=1.60

8、5;10-19×3×106×0.10=4.8×10-14 N練習2、來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子在進入地球周圍的空間時，將_A豎直向下沿直線射向地面B相對于預定地面向東偏轉C相對于預定點稍向西偏轉D相對于預定點稍向北偏轉學生分析解答：B。地球表面地磁場方向由南向北，質子是氫原子核帶正電，根據左手定則可判定，質子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東。2、電視顯像管的工作原理教師：引導學生閱讀教材相關內容，思考并回答問題。電子束是怎樣實現偏轉的？在圖3.54中，如圖所示：（1）要是電子打在A點，偏轉磁場應該沿

9、什么方向？（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該怎樣變化？學生：思考并回答問題：（1）要是電子打在A點，偏轉磁場應該垂直紙面向外（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該垂直紙面向里（3）要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。教師：電子打在熒光屏上只能有一個亮點，為什么整個熒光屏都能發光能？學生閱讀教材，進一步了解顯像管的工作過程。（三）課堂總結、點評教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動：認真總

10、結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。（四）實例探究洛倫茲力的方向【例1】關于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應強度B及粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是AF、B、v三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vDv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：根據左手定則，洛倫茲力垂直于B，也垂直于v，垂直于B與v所決定的平面，但B與v不一定垂直.答案：

11、B【例2】如圖所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是答案：D洛倫茲力的大小【例3】如圖所示，勻強磁場方向水平向里，勻強電場方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區域。則A若電子從右向左飛入，電子也沿直線運動B若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉C若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉D若電子從左向右飛入，電子也沿直線運動解析：若電子從右向左飛入，電場力向上，洛倫茲力也向上，所以上偏，B正確；若電子從左向右飛入，電場力向上，洛倫茲力向下。由題意，對正電荷qE=Bqv，與q無關，所以對電子二者也相等，所以電子從左向右飛，做勻速直線運動.答案：BD【例4】一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計重力影響），粒子將在管中A做圓周運動B沿軸線來回運動C做勻加速直線運動D做勻速直線運動解析：通電長螺線管內部的磁場方向始終與中軸線平行，帶電粒子沿磁場方向運動時，不受洛倫茲力，所以一直保持原運動狀態不變，正確答案是D。答案：D課余作業完成P103“問題與練習”第1、2、5題。書面完成第3、4題。教學體會思維方法是解決問題的靈魂，