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文档简介

1、精选优质文档-倾情为你奉上第2节 磁场对运动电荷的作用一、 教材分析本节选自高中物理选修31(山东科学技术教育出版社)第6章磁场对电流和运动电荷的作用的第2节。这节内容从磁铁偏转电子流这一实验现象出发,经过严密的逻辑推理得到磁场对运动电荷的作用力的公式,及其作用力的方向判断,最后列举例题,加深学生对知识的巩固。二、 学情分析探究洛伦兹力所需要的知识和原理包括安培力公式、电流的微观表达式以及磁感应强度等,在本节之前电场、磁场的学习中均有涉及。因此,学生应该具备相应的知识基础参与本节的探究过程。三、 教学目标1、 知识与技能(1) 了解磁铁使阴极射线管中电子流偏转的原理,以及洛伦兹力的应用。(2)

2、 学习和理解洛伦兹力的表达式和方向的判断方法。(3) 学会利用洛伦兹力原理解决相关问题。2、 过程与方法(1) 仔细观察磁体对电子流作用的实验现象,并认真参与到洛伦兹力表达式推导的过程。(2) 通过这节的观察、分析、推理和总结,培养学生发现问题、解决问题的思维方法和能力3、 情感态度与价值观(1) 播放极光和电视直播图片,增进学生对自然科学的探究兴趣,及对生活和科学的热爱。(2) 通过本节的观察和探究,培养学生认真、严谨、求实的科学态度。(3) 本节把自然、生活、实验同基本的科学原理紧密结合在一起,培养学生将现象与理论结合得到真理的辨证哲学观。四、 教学方法演示法、讲授法、探究法五、 教具与媒

3、体永磁体、高压电源、阴极射线管、多媒体及课件六、 教学过程(一) 创设情境,导入新课1、 播放两张极光图片。注释:南北极出现绚丽多彩的极光。提问:想知道极光是怎样形成的吗?2、 播放一张电视直播图片。注释:电视给人们的生活带来变化和舒适。提问:想知道电视是怎样显现图像的吗?导语:美妙的大自然和舒适的现代生活背后,蕴藏着朴素的科学原理。这节课我们就来学习磁场对运动电荷的作用。(二) 进入新课,科学探究1、 实验在第一节我们知道磁场对电流产生安培力,而电流是自由电荷定向运动形成的。那么,磁场会不会对运动电荷产生作用呢? 给阴极射线管两端接上高压电源,电子从阴极射向阳极,形成电子流。电子流侧射在荧光

4、板上使其发光,显示出电子流的轨迹。 未加磁场时,电子流的轨迹是一条直线。 把一条形磁铁N极靠近电子流,电子流向下偏移;用S极,电子流又向上偏移。结论:运动电荷在磁场中受到作用力,力的方向跟磁场方向有关。图1 阴极射线管2、 洛伦兹力(1)含义:运动电荷在磁场中受到的力(2)大小:洛伦兹力与安培力:当大量电荷定向运动时,每个运动电荷受到的洛伦兹力叠加起来,在宏观上表现为安培力。公式的推导:通电导线与磁场垂直时,导线受到的安培力为那么导线中运动电荷洛伦兹力又为多少呢? 如图2所示,设有一通电导体垂直置于磁场中, 图2安培力与洛伦兹力导体中单位体积的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷的速

5、率为v,在时间t内,横截面S上的电荷通过的位移为,通过的体积,则体积V内的电荷数目为:总电荷量为电荷定向运动产生的电流为这就是电流的微观表达式。安培力的公式又可写为又为N个叠加起来的合力,有所以这就是v与B垂直时,运动电荷的洛伦兹力公式。 特殊式: 一般式:v与B夹角为时(如图4),将B分解为平行于v分量B= ,B不产生洛伦兹力;垂直于v的分量,产生的洛伦兹力 这就是v与B夹角为时,洛伦兹力的一般表达式。 图3 v与B夹角为(3)方向:洛伦兹力的方向用左手定则判断:让磁感线垂直穿过左手心,四指指向正电荷运动方向,拇指指向洛伦兹力方向。负电荷的受力方向与正电荷相反。如图4所示讨论:跟B、v垂直只

6、改变v方向而不改变大小永不做功,=0 图4判断洛伦兹力方向课堂练习:1.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则( ) A.磁场对电子的作用力始终不变. B.磁场对电子的作用力始终不做功 C.洛伦兹力的功率为 D. 电子的动能始终不变2、课本123页例题3、洛伦兹力的应用 (1)解释极光现象:利用运动电荷在磁场中受力可解释极光现象。来自太阳的高速带电粒子到达南北极上空,在地磁场中粒子受洛伦兹力而偏转,再与空气分子碰撞而使空气发出耀眼夺目的极光。(2)制成电视显像管:显像管中阴极发出的电子在磁场中偏转,偏转后的电子打在荧光屏上各个区域,使荧光屏发光,显现出各类图像。七、板书设计第2节 磁场对电荷的作用1、 实验结论:磁场对运动电荷产生作用2、 洛伦兹力(1) 含义:

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