2019-2020年高中物理《磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教案2 新人教版選修3-1.doc

2019-2020年高中物理磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力教案2 新人教版選修3-1一、教學(xué)目標(biāo)1、在物理知識(shí)方面的要求：了解什么是洛侖茲力。明確通電導(dǎo)線在磁場中的受力是其中運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。掌握判斷洛侖茲力方向的法則。能夠推導(dǎo)應(yīng)用洛侖茲力大小的公式（f=qvB）（推導(dǎo)洛侖茲力大小的計(jì)算公式（f=qvB）有些抽象，學(xué)生不易認(rèn)識(shí)和理解，是教學(xué)的難點(diǎn)；且可能有多種方法，應(yīng)加以注意。）。2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)并驗(yàn)證帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的受力情況，借此培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析問題的能力。二、方法引導(dǎo)學(xué)生用分析、猜想、實(shí)驗(yàn)（觀察）、理論驗(yàn)證的科學(xué)方法探求新知識(shí)。三、教具感應(yīng)圈、陰極射線管、條形磁鐵。四、主要教學(xué)過程第一步：通過邏輯推理，說明微觀本質(zhì)與宏觀現(xiàn)象的一致性。（一）復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課分析問題、猜測運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中會(huì)受到磁場力，安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受到的磁場力的宏觀體現(xiàn)。（二）進(jìn)行新課推理：再引導(dǎo)學(xué)生推理：既在導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁場力的作用，那么不在導(dǎo)線中而是空間定向運(yùn)動(dòng)的帶電微觀粒子（電子、質(zhì)子、各種離子等）也應(yīng)受到磁場力的作用。第二步：通過演示實(shí)驗(yàn)，證明上述推理的正確性。1、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（觀察）磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷存在著力的作用，引入洛侖茲力定義，介紹荷蘭物理學(xué)家洛倫茲。第三步：根據(jù)洛淪茲力是安培力的微觀本質(zhì)推導(dǎo)洛淪茲力的方向、大小和特點(diǎn)2、（1）引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系安培力方向問題的判斷，推理確定-研究磁場方向與磁場力方向的關(guān)系，（2）引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證左手定則是否適用。（3）強(qiáng)調(diào)左手定則：四指指向 3、大小推導(dǎo)(師生共同討論得出)方法一：（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來表示通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I？教師畫圖點(diǎn)撥，（2）如何從合力的觀點(diǎn)出發(fā)用洛侖茲力f來表達(dá)安培力F的值？（當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場時(shí)）教師點(diǎn)撥，學(xué)生自己討論得出 F=LIB=Mf（M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)電荷垂直于磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大小。（4）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)安培力情況分析，當(dāng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，它所受的洛侖茲力f=Bqv（條件）。方法二：若把運(yùn)動(dòng)電荷在一小段時(shí)間內(nèi)的徑跡等效為通電直導(dǎo)線，則推導(dǎo)過程極為簡單，設(shè)運(yùn)動(dòng)電荷定向移動(dòng)速率為v，電量為q，則時(shí)間內(nèi)t移動(dòng)的距離等效為直導(dǎo)線長度，即L=vt，則通過此導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為I=q/t，將此二式帶入通電直導(dǎo)線所受安培力公式F=BIL，即得洛倫茲力公式F=qvB）問題：公式F=qvB中， q、v、 B的含義。 課下思考：我們?nèi)绾斡脤?shí)驗(yàn)驗(yàn)證F=qvB成立？4、特點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生逐步總結(jié)出洛侖茲力特點(diǎn)，且同時(shí)提到地磁場的作用（1）洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功（2）只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，對(duì)靜止電荷無洛侖茲力（3）洛倫茲力垂直于v和B組成的平面（三）課堂小結(jié)本節(jié)課主要研究了一種新型的力-洛侖茲力。它的方向仍然服從左手定則，它的大小用公式f=qvB計(jì)算。安培力實(shí)際上是大量規(guī)律運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。（四）課堂練習(xí)例1：“洛倫茲力”與“安培力”有什么聯(lián)系？例2：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=4103ms，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，求電荷受到的洛侖茲力的大小和方向。可以讓三位同學(xué)上黑板上每人演算一小題，寫出公式計(jì)算洛侖茲力的大小，并標(biāo)明電荷受力方向。例3：如圖3所示，某一帶電粒子垂直射入一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，并經(jīng)過P點(diǎn)，試判斷帶電粒子的電性。（負(fù)）例4：有一束粒子，其中有正電性的、負(fù)電性的還有不帶電的粒子，如何區(qū)分開它們？（五）課下練習(xí)1、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。2、如下圖所示，有一恒定電流I流過長方體金屬塊，金屬塊置于與其垂直的勻強(qiáng)磁場B中，則金屬塊的上下表面哪個(gè)電勢高？（六）說明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、思考、講解、推導(dǎo)等手段，讓同學(xué)在積極參與的過程中理解和掌握本節(jié)知識(shí)內(nèi)容。根據(jù)磁場對(duì)電流有作用力和電流是電荷的定向運(yùn)動(dòng)提出假設(shè)：磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證存在洛倫茲力的結(jié)論“推理假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”體現(xiàn)了科學(xué)的思維方法，要讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是非常重要的一步，要提醒學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)。