《物理學(xué)與人類文明》教學(xué)設(shè)計(jì)(江蘇省市級(jí)優(yōu)課)-物理教案

第4節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用──洛倫茲力（第1課時(shí)）【活動(dòng)目標(biāo)】1．知道什么是洛倫茲力，會(huì)判斷洛倫茲力的方向，掌握洛倫茲力大小的計(jì)算方法；2．掌握洛倫茲力大小的推理過程；3.學(xué)會(huì)探究的方法，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度?；顒?dòng)一:復(fù)習(xí)回顧，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力大小的計(jì)算方法以及方向的判斷方法例1：將長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，試求下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小并在圖中標(biāo)明方向.(1)F1=________(2)F2=________(3)F3=________(4)F4=________【歸納小結(jié)】1．安培力的大?、糯鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向與通電導(dǎo)線平行時(shí)：F=⑵磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與通電導(dǎo)線垂直時(shí)：F=⑶磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與通電導(dǎo)線夾角為θ時(shí)（如右圖）：F=2．安培力的方向【知識(shí)回顧】電流是如何形成的？活動(dòng)二：閱讀課本，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，掌握磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用的規(guī)律操操作方法填寫內(nèi)容未加磁場(chǎng)N極前側(cè)S極后側(cè)S極前側(cè)N極后側(cè)亮線彎曲情況相應(yīng)平面圖【演示實(shí)驗(yàn)】陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：【歸納小結(jié)】1．洛倫茲力的定義：在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)力。2．洛倫茲力的方向（課本95頁圖3-4-3所示）：(1)判斷方法：用判定。(2)方向特點(diǎn)：；即F洛垂直決定的平面【即時(shí)訓(xùn)練】練習(xí)1：試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向。思考1：負(fù)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受洛侖茲力的方向如何判斷?3．結(jié)合以下所設(shè)情景及提示步驟，推導(dǎo)出洛倫茲力大小若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。1．導(dǎo)線中電流微觀表達(dá)式為2．通電導(dǎo)線所受的安培力3．這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為4．安培力F在數(shù)值上等于大量定向運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力F洛的總和，所以每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為F洛=【歸納小結(jié)】3．洛倫茲力的大小(1)v⊥B時(shí)，洛倫茲力F洛＝(2)v∥B時(shí)，洛倫茲力F洛＝(3)v與B不平行，不垂直時(shí)，(設(shè)v與B方向夾角θ)，如圖，洛倫茲力F洛＝思考2：電荷在磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，洛倫茲力F洛＝思考3：電量大小為q的正電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，求處于以下四種情況下受到的電場(chǎng)力?①靜止于電場(chǎng)中②v∥E③v⊥E④v與E不平行，不垂直時(shí)F=________F=________F=________F=________【即時(shí)訓(xùn)練】練習(xí)2：若電子運(yùn)動(dòng)速率v=3.0×106mFA=N，F(xiàn)B=N，F(xiàn)C=N，F(xiàn)D=N。源:學(xué)§【鞏固練習(xí)】1.關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列正確的是（）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vC．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2.帶電量為＋q的粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下面說法正確的是（）A．只要速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為－q，且速度反向大小不變，則所受的洛倫茲力大小、方向均不變C．只要帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，就一定受洛倫茲力作用D．帶電粒子受洛倫茲力小，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小3．一個(gè)陰極射線管的兩個(gè)電極之間加上高電壓后，就會(huì)在旁邊的熒光屏上看到一條亮線，它是電子在高電壓的作用下加速運(yùn)動(dòng)射到熒光屏上引起的，顯示出電子運(yùn)動(dòng)的路徑。在陰極射線管上方平行放置一根通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其電流方向從右向左，陰極射線將（）A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)B．向紙外偏轉(zhuǎn)C．向上偏轉(zhuǎn)D．向下偏轉(zhuǎn)4．如圖所示，當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管時(shí)，若不計(jì)重力，則粒子（）A．做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．沿螺線管軸線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．沿螺線管軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．可能沿螺線管軸線做勻減速運(yùn)動(dòng)5．從太陽和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為宇宙射線，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在改變了帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用．如圖為地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線作用的示意圖，現(xiàn)有來自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)將（）A．豎直向下沿直線射地面B．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)向東偏轉(zhuǎn)C．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向北偏轉(zhuǎn)電子槍偏轉(zhuǎn)線圈電子束熒光屏abO6．傳統(tǒng)的電視機(jī)顯像管中，利用特殊線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制電子偏轉(zhuǎn)，掃描出畫面。其原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí)，電子束將打在熒光屏正中的O點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈