3.5 运动电荷在磁场中受到的作用力 教案

第一篇：3.5 运动电荷在磁场中受到的作用力 教案

教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题.知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。

（二）过程与方法

通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。

（三）情感态度与价值观

使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。

二、重点与难点：

重点：安培力的方向确定和大小的计算。

难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。

三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。复习知识:1.带电粒子在磁场中受洛伦兹力的计算公式？

带电粒子运动方向垂直于磁场方向，f=qvB，该公式的设用条件是V与B相互垂直,带电粒子运动方向平行于磁场方向，f=0。

2.带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向？

第二篇：《运动电荷在磁场中受到的作用力》教学设计

高二第一学期物理公开课教案设计

课题：运动电荷在磁场中受到的作用力

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2、知道洛伦兹力大小的推理过程.3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理

（二）过程与方法

通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。

（三）情感态度与价值观

引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。

二、重点与难点：

重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点 难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功.2.洛伦兹力方向的判断.三、教具：电子射线管、高压电源、导线、蹄形磁铁、四、教学过程：

第一课时

引入新课

前面我们学习了磁场对电流的作用力——安培力，我们知道安培力的方向有左手定则来判断，当直导线电流方向与磁场方向垂直时所受到的安培力 F安=BIL

当直导线电流方向与磁场方向平行时所受到的安培力 F安=0 当直导线电流方向与磁场方向平行时所受到的安培力 F安=BIL sinθ 提问：电流是怎么产生的？（电荷的定向移动形成电流）

总结 磁场对电流有力的作用，电流又是由电荷的定向移动形成的，那么磁场对电荷有没有里的作用呢？下面我们通过实验来验证是否受到力的作用

【演示】阴极射线在磁场中偏转

在演示实验之前介绍阴极射线管结构以及原理----阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹；

通过实验我们发现没有磁场时运动的电子不会发生偏转，加上磁场就发生偏转，说明运动的电荷在磁场中受到力的作用。这就是我们这节课所要探讨内容----运动的电荷在磁场中受到的力 进行新课

一、洛伦兹力

1、概念：磁场对运动电荷的作用力

提问：磁场对电流有安培力，磁场对运动电荷有洛伦兹力，电流又是由电荷定向移动产生的，那么安培力洛伦兹力之间的关系又是怎么样的呢？

---------学生回答总结分析并解释：作用在电流上的力实质上是作用在运动的电荷上，也就是说安培力是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，是洛伦兹力的宏观表现；安培力和洛伦兹力在本质上是一样的。安培力是洛伦兹力的宏观表现

提问：在刚刚的实验中我们发现磁场对运动的电荷作用力的方向与磁场的方向有关，那我们如何判断洛伦兹力的方向？ 【重新演示】阴极射线在磁场中偏转

请学生记录电荷运动的方向、磁场的方向、受力的方向 分析总结用左手定则来判断洛伦兹力的方向

2、方向：判定方法----左手定则

伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所受的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向；

若为负电荷四指应该指向是电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向；或者四指应该指向是电荷运动的方向，那么拇指所指的反方向方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向

从洛伦兹力方向分析解释洛伦兹力的特点

3、特点

(1)F┴B, F┴V，因此F┴S，（S指B和V所确定的平面）但B与V不一定垂直（2）洛伦兹力不做功

练习：请学生判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.甲中正电荷所受的洛伦兹力方向斜向上.乙中正电荷所受的洛伦兹力方向斜向下.丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者.丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里

提问：若带电粒子带负电运动方向不变但磁场反向，那么洛伦兹力的方向又如何？

----------学生回答 老师总结分析解释：可以用正电荷等效替代四指指向负电荷运动相反的方向，大拇指的方向就是洛伦兹力的方向；或者仍然用左手定则大拇指为负电荷受力的相反方向

安培力是洛伦兹力的宏观表现，他们的本质是一样的，没有洛伦兹力就不会有安培力，那么写在请你们从安培力重推导出洛伦兹力的大小。

4、大小

（1）推导

设导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段长为导线L直导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中且固定不动.在t的时间内自由电荷数全部通过截面S

提问：

1、在t时间内通过导线横截面S的电荷量Q为多少？--------Q=nqSL

2、这段导线中电流I的微观表达式是多少？-------I=Q/t=nqSL/t=nqSvt/t=sqSv

3、这段导体所受的安培力为多大？----------------F安=BIL=B sqSv L

4、这段导体中含有多少自由电荷数？------------------nLS.5、每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？----------安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以 F洛= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB

6、如果磁场方向与运动的电荷方向平行洛伦兹力多大？-------F洛 = 0

（2）总结 洛伦兹力的计算公式

（1）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B）F洛= qvB（2）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v∥B）F洛= 0

提问：当速度方向与磁场方向既不垂直又不平行即有夹角θ时，洛伦兹力的大小我们如何计算？ 分析可以把磁场或者把运动方向分解

例如把速度分解到垂直于磁场方向V┴和平行于磁场方向V∥ 那么洛伦兹力的就为这两个方向上的洛伦兹力的矢量和，又当速度方向与磁场方向平行时洛伦兹力为0，所以洛伦兹力就等于垂直于磁场方向的洛伦兹力 即

F洛 = q V┴B = qvBsinθ

（3）当粒子与运动方向与磁感应强度方向有夹角θ时 F洛 = q V┴B = qvBsinθ

练习：下列判断洛伦兹力说法是否正确

A：运动的点和在磁场中一定受到洛伦兹力 B：运动的电荷旨在洛伦兹力的作用下动能保持不变

C：洛伦兹力方向一定垂直于速度方向，洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向 D：同一电荷在同一匀强磁场中运动所收到的洛伦兹力一定不变

【小结】对本节内容做简要的小结，让学生自主完成本节《金版》知识梳理。

●巩固练习：本节《金版》师生互动例题学习、讲解

【作业】

1、我们通过学习知道带电粒子在电场中受到电场力作用，运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么电场力与洛伦兹力的区别是什么？请你们从产生的条件、大小、方向、作用效果、做功情况等各方面加以分析

2、课本的2，3做到作业本上，我们下节课加以分析

【板书设计】

运动的电荷在磁场中受到作用力

一、洛伦兹力

概念： 磁场对运动电荷的作用力 方向： 判定方法-----左手定则

大小：F洛 = q V┴B = qvBsinθ

第三篇：3.5运动电荷在磁场中受到的力教案

教案

2年 5～6 班

2010年 11 月 10日星期三 课题

运动电荷在磁场中受到的作用力

第56课时

课型

新授课

组长签字

知识与技能

①知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向； ②知道洛伦兹力大小的推导过程；

③会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。

过程与方法

①通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力； ②通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力； ③通过演示实验，培养学生的观察能力。

情感态度 与价值观

培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力。

重点

洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。

难点

洛伦兹力计算公式的推导过程。

教学器材

阴极射线管、蹄形磁铁、多媒体投影系统.教学方法

讲授法、实验法

教学内容

复习提问

1.什么是安培力？表达式？ 2.如何判断安培力的方向？

情境设计

磁场对电流有力的作用，而电流又是由电荷的定向移动形成的，我们很自然的会想到：这个力可能是磁场作用在运动电荷上的，那么运动电荷在磁场中会受到力的作用吗？ 电子射线管实验：（展示：阴极射线管实物、课件）

阴极射线管介绍：灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动形成的电子流。电子轰击到荧光屏上，激发荧光，显示电子束的运动轨迹。演示：

①在没有外磁场时，电子束沿直线运动。

②将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了偏转。结论：磁场对运动电荷的确有作用力。为了纪念荷兰物理学家、数学家洛仑兹，人们把这磁场对运动电荷的作用力称为“洛伦兹力”

新课

板书：§3.5运动电荷在磁场中受到的作用力

一．洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛仑兹力 二．洛伦兹力的方向

演示：导体中正电荷定向移动时形成的电流所受安培力与电荷所受洛仑兹力的关系 分析：安培力是洛仑兹力的宏观表现，洛仑兹力是安培力的微观本质

既然安培力是洛仑兹力的合力，洛仑兹力的方向就与安培力方向相同，而正电荷定向移动的方向与电流方向相同，利用左手定则可以判断安培力的方向，同样利用左手定则也可以判断正电荷所受洛仑兹力的方向。

提出问题：负电荷垂直磁场方向运动时所受的洛仑兹力方向可以用左手定则来判定吗？ 提示：如果用左手定则，四指方向应与电流方向相同，则四指指向就应与负电荷运动方向相反。

投影出阴极射线，分析用左手定则判断的结果，再演示实验加以验证。结论：带电粒子垂直磁场运动时洛仑兹力的方向可以用左手定则来判定。（投影）给出f洛、v和B的方向关系。提出问题（还是直接说明）：当v和B不垂直时，f洛与v的B方向关系。

分析，得出结论：f洛垂直于v和B构成的平面，f洛不改变v的大小，f洛不做功。下面我们来研究洛仑兹力的大小 三．洛仑兹力的大小

安培力是洛伦兹力的宏观表现，两者方向判定方法相同，大小是否也存在某种联系？能否通过电流受到的安培力导出运动电荷受到的洛伦兹力的大小呢？ 建立物理模型: 设有一段长为L、横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中.(再循序渐进有条理地推导，这一个过程可放手让学生完成)求：

（1）电流强度I。

I=Q/t=nvtSq/t=nvSq（2）通电导线所受的安培力。

F=BIL（3）这段导线内的自由电荷数。

N=nSL（4）每个电荷所受的洛伦兹力。

Nf洛=BnvSqL

f洛=qvB 提问：该公式F洛=qvB的适用条件是什么？（v ┻ B）

当v∥B时，F洛=0（类比安培力，B∥L时F安=0）

学生思维发散：当v与B既不垂直，又不平行时，洛伦兹力的大小又如何求？(处理方法类比安培力：将磁感强度或速度分解)四．应用

洛伦兹力是一种非常重要的力，它的应用也非常广泛．例如在电视机显像管中就用到了洛伦兹力。

展示图片说明：电视机荧光屏要显示出图象，一定要有电子打到荧光屏各处。显像管的电子枪能产生大量高速运动的电子，但是这些电子都从同一个枪口射出，应该沿同一个方向运动，那么它是利用什么作用使电子打到荧光屏的各个地方呢？偏转线圈的磁场。

思考：施加怎样的磁场才能使电子打到荧光屏最左边的这点呢？若要打到最右边的点呢？若要使电子打到荧光屏的位置从最左边逐渐向最右边移动呢？像这样，在电视机屏幕上有光点从左边移动到右边，这在电视技术中叫做行扫描。在实际的电视技术中，行扫描的时间是非常短暂的，？ 动画演示：扫描 五．练习略

小 结

1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。2.洛伦兹力的方向：左手定则

3.洛伦兹力大小：电荷的运动方向与磁场方向垂直，F洛=qvB

电荷的运动方向与磁场方向平行，F洛=0

当v与B既不垂直，又不平行时，F洛=qvBsinθ

授 课 反 思 与 心 得

板 书 设 计

课堂练习

1．如图-1所示，某一带电粒子垂直射入一个垂直纸面向外的匀强磁场，并经过P点，试判断带电粒子的电性。

2．关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（）

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 3．在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是（）A．只要粒子的速度大小相同，带电量相同，粒子所受洛伦兹力大小就相同 B．洛伦兹力只改变带电粒子运动方向

C．洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功

D．只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用 4．如图-2所示，当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则（）

A．带电粒子速度大小改变 B．带电粒子速度方向改变 C．带电粒子速度大小不变 D．带电粒子速度方向不变

5．如图-3所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）。其中正确的是（）

第四篇：3.5运动电荷在磁场中受到的力教案

3.5运动电荷在磁场中受到的力

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2、知道洛伦兹力大小的推理过程.3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理

（二）过程与方法

通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。

（三）情感态度与价值观

进一步学会观察、分析、推理，培养科学思维和研究方法。认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。

二、教学重点与难点

重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点 难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功.2.洛伦兹力方向的判断.三、课时安排

1课时

四、教学过程：

新课导入：

展示图片：美丽的极光

提出问题：极光到底是如何产生的？

［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转（100页图3。5--1）［教师］说明电子射线管的原理：

说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。

［实验结果］在没有外磁场时，电子束沿直线运动，蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。学生用左手定则判断电子束弯曲方向。［学生分析得出结论］磁场对运动电荷有作用.------引出新课

（二）新课讲解

1、洛伦兹力的方向和大小（1）、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力.通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现.【说明】可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力，引导学生提出猜想：磁场对电流作用力的实质是磁场对运动电荷的作用力。

［过渡语］运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢？ ［问题］如图

（2）判定安培力方向.（上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上，乙图安培力方向为垂直电流方向向下）

②.电流方向和电荷运动方向的关系.（电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反）

③.F安的方向和洛伦兹力方向关系.（F安的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，和负电荷所受的洛伦兹力的方向相反.）

④.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.（学生分析总结）（2）、洛伦兹力方向的判断——左手定则

伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；若四指指向是电荷运动的反方向，那么拇指所指的正方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向.【要使学生明确】：正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。

［投影出示练习题］----“问题与练习”1（2）试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.［学生解答］

甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上.乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下.丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者.丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里

（3）、洛伦兹力的大小

现在我们来研究一下洛伦兹力的大小.通过“思考与讨论”，来推导公式F=qvBsinθ时，应先建立物理模型(教材图3．5—3)，再循序渐进有条理地推导，这一个过程可放手让学生完成，体现学习的自主性。

也可以通过下面的命题引导学生一一回答。

设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中.［问题］这段导线中电流I的微观表达式是多少？让学生推导后回答。［学生答］I的微观表达式为I=nqSv

［问题］这段导体所受的安培力为多大？［学生答］F安=BIL ［问题］这段导体中含有多少自由电荷数？ ［学生答］这段导体中含有的电荷数为nLS.［问题］每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？

［学生答］安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以

F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB 洛伦兹力的计算公式

（1）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B）

F = qvB

（2）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时（v∥B）

F = qvBsinθ

上两式各量的单位： F为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s）, B为特斯拉（T）最后，通过“思考与讨论”，说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，所以它对运动的带电粒子总是不做功的。

（三）对本节内容做简要小结

（四）巩固新课

（1）复习本节内容

（2）完成“问题与练习” 4、5练习

五、板书设计

一．洛伦兹力

1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力

安培力是洛伦兹力的宏观表现

2、洛伦兹力的方向：左手定则

F ⊥ v

F ⊥ B

3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ

V⊥B

F洛=qVB

V∥B

F洛= 0

4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功

二．电视显像管的工作原理 1.原理 2.构造

六、教学反思

本节课利用美丽的极光来引入新课，新奇的自然现象极大地吸引了学生的兴趣，明显的实验现象使学生很容易总结出磁场对运动电荷有力的作用。通过电荷的定向运动形成电流，推导出伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，由此可以到处洛伦兹力的大小和方向。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转，这种与生活联系紧密的物理知识，能激发学生对物理学科的热爱，培养学生利用所学物理知识解释生活中的现象，体现从物理走向生活的教学理念。

第五篇：运动电荷在磁场中受到的力教案

§3.5 运动电荷在磁场中受到的力教案

一、教学目标 1.知识与技能

(1)知道什么是洛伦兹力。利用左手定则判断洛伦兹力的方向。(2)知道洛伦兹力大小的推理过程。

(3)掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。(4)了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断。理解洛伦兹力对电荷不做功。2.过程与方法

通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F＝qvBsinθ。

3．情感态度与价值观

引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”。

二、教学重点与难点 重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。

2．掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点。难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功。

2．洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。

三、教学用具

电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体。

四、教学方法

讲授法、引导法、实验探究法、分组讨论法

五、教学过程

（一）复习回顾

上节课我们学习了磁场对电流的作用力，也就是安培力。如何判定安培力的方向和大小。下面思考两个问题：

若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：通电导线所受的安培力大小？

（二）引入新课

学生思考：电流是怎样形成的？ 教师讲述：通过上节课的学习我们知道了磁场对电流有力的作用，而电流又是由于电荷的定向移动而形成的，由此你们会想到什么？ 学生讨论、回答；教师总结：

磁场可能对运动的电荷有力的作用。

学生带着这个问题，观察演示实验——观察磁场阴极射线在磁场中的偏转(95页图3.5-1)教师说明电子射线管的原理：

阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。学生回答观察到的实验现象（教师总结整理）

学生分析讨论得出结论：磁场对运动电荷有作用力。（证实之前的猜想）我们就把运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力。

（三）进行新课

1.洛伦兹力的定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。

可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力，引导学生提出猜想：磁场对电流作用力的实质是磁场对运动电荷的作用力。

[过渡语]运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢？

[问题]如图

2.洛伦兹力的方向

①判定安培力方向。(上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上，乙图安培力方向为垂直电流方向向下)②电流方向和电荷运动方向的关系。(电流方向与正电荷运动方向相同，与负电荷运动方向相反)③F安的方向和洛伦兹力方向的关系。(F安的方向与正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，与负电荷所受的洛伦兹力的方向相反。)④电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。(学生分析总结)⑤洛伦兹力方向的判断——左手定则（拇指与其他四个手指垂直，且都与掌心在同一平面内）

磁感线——垂直穿入手心

四 指——①指向正电荷的运动方向

②指向负电荷运动的反向 大拇指——所受洛伦兹力的方向 强调：正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。最后学生回答，教师总结得出F⊥v，F⊥B，F⊥ v、B所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。3.洛伦兹力的大小

磁场对通电导线能产生安培力的作用，当磁场方向与电流方向垂直时F安=BIL，而电流就是电荷的定向移动形成的，那么思考与讨论： ①磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系？ ②某个电荷受到洛伦兹力的大小与什么因素有关？

带着问题，学生自学课本96页【思考与讨论】小组讨论探究洛伦兹力的表达式。教师适时进行引导：

[问题1]这段导线中电流I的微观表达式是怎样的？让学生推导后回答。[问题2]这段导体所受的安培力为多大？[学生答]F安＝BIL [问题3]这段导体中含有多少自由电荷数？

[问题4]每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？

[问题5]当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为多大？

讨论结束，让学生回答，老师板书洛伦兹力的计算公式： ①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B)F洛＝qvB ②当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v∥B）F洛=0 ③当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F洛＝qvBsinθ F为牛(N)，q为库伦(C)，v为米/秒(m/s)，B为特斯拉(T)最后，通过“思考与讨论”，说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，所以它对运动的带电粒子是不做功的。解决之前两个问题：①磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系？

通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。②某个电荷受到洛伦兹力的大小与什么因素有关？

某个电荷洛伦兹力的大小与电荷运动速度及磁场有关。

（四）课堂小结

1.洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力

安培力是洛伦兹力的宏观表现 2.洛伦兹力方向的判断：左手定则

F洛⊥V，F洛⊥B，F洛⊥ V、B所在的平面

3.洛伦兹力的大小：F洛=qvB v与B成θ时，F洛=qvBsinθ

（五）课堂练习

1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向：

2、带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）

A、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同

B、如果把＋q改为－q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变

C、只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用

D、带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小

3、下列说法中正确的是()A、电荷处于磁场中一定受洛伦兹力 B、运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 C、洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D、洛伦兹力不改变运动电荷的速度

4.在图所示的平行板器件中，电场 强度E和磁感应强度B相互垂直。具有某一水平速度V的带电粒子，将沿 着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不发生偏转，具有其他速度的带电粒子将发生偏转。这种器件能把具有上述速度V的带电粒子选择出来，所以叫速度选择器。如果已知粒子A（重力不计）的质量为m、带电量为+q，两极板间距为d，磁场的磁感应强度为B。试证明带电粒子具有速度 时，才能沿着图示的虚线路径通过。

六、课后作业

课本“问题与练习”3、4、5题。

骆雅杰 2015/1/6