磁场对运动电荷的作用力（第1课时）教案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

§1.2磁场对运动电荷的作用力（第1课时）《普通高中物理课程标准》2.1.2通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。《普通高中物理课程标准解读》建议教师用演示实验的方法来让学生了解影响洛伦兹力的大小和方向的相关因素，教师要设计好这个实验的探究方法和程序，让学生来讨论每一步实验结果的意义。判断洛伦兹力的方向的要求属于操作水平，因此，与前面判断安培力一样，要尽可能让学生自己动手操作、判断，并达到比较熟练的程度。对于洛伦兹力的计算公式只要求电荷运动方向与磁场方向垂直的情况，对于不垂直的情况可根据学生的学习能力来确定是否要求。【教学目标】物理观念(1)通过实验,认识洛伦兹力,了解洛伦兹力在生产生活中的应用(2)了解显像管的基本构造及工作的基本原理科学思维(1)能判断洛伦兹力的方向,会计算年洛伦兹力的大小(2)经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法(3)经历一般情况下洛伦兹力表达式的得出过程，进一步体会矢量分析的方法科学探究通过实验探究影响洛伦兹力的方向和大小的因素科学态度与责任认识电子束的磁偏转,体会物理知识与科学技术的关系【课前预习】P8-101.定义：运动电荷在磁场中受到的力。2.与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现。【课堂探究】主题探究一洛伦兹力的方向判断问题驱动：P8问题演示实验（观看视频）：总结归纳：1.左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向。2.洛伦兹力的方向(1)F、B、v三者方向间的关系洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。说明：F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，F⊥B、v所在的平面，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示。(2)受洛伦兹力方向的判断在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向。3.洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直。(2)洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。例题：下列表示运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向正确的是()练习：课后习题2主题探究二洛伦兹力的大小计算问题驱动：思考与讨论1.考查一段长为vt的导体如图。设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的粒子数为n；2.算出图1.2-3中一段导线中的粒子数，这就是在时间t内通过横截面S的粒子数N=nSvt3.粒子的电荷量记为q，可算出时间t内通过导体横截面的电量Q=Nq=nqsvt4.由此可以算出粒子电量q与电流强度I的关系I=nqsv5.长为vt的导体受的安培力F安=BIL=Bnqsv2t6.每个粒子受到的力，它等于F洛=F洛以上的推导过程是以正电荷定向移动推导的。若是负电荷定向移动，其受力大小一样，只是受力方向相反。所以，上式具有一般性。总结归纳：1.洛伦兹力与安培力的关系分类洛伦兹力安培力区别单个运动的带电粒子所受到的磁场力通电直导线所受到的磁场力洛伦兹力不做功安培力可以做功联系①安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质；②方向关系：洛伦兹力与安培力均可用左手定则进行判断2.洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小：F＝qvBsinθ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角。(1)当θ＝90°时，v⊥B，sinθ＝1，F＝qvB，即运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大。(2)当θ＝0时，v∥B，sinθ＝0，F＝0，即运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力。例题：求解带电粒子的洛伦兹大小并画出方向练习：课后习题1【课后作业】完成《学习指导》p7-10【