磁場對運動電荷的作用力（第1課時）教案-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

§1.2磁場對運動電荷的作用力（第1課時）《普通高中物理課程標準》2.1.2通過實驗，認識洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準解讀》建議教師用演示實驗的方法來讓學(xué)生了解影響洛倫茲力的大小和方向的相關(guān)因素，教師要設(shè)計好這個實驗的探究方法和程序，讓學(xué)生來討論每一步實驗結(jié)果的意義。判斷洛倫茲力的方向的要求屬于操作水平，因此，與前面判斷安培力一樣，要盡可能讓學(xué)生自己動手操作、判斷，并達到比較熟練的程度。對于洛倫茲力的計算公式只要求電荷運動方向與磁場方向垂直的情況，對于不垂直的情況可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力來確定是否要求?！窘虒W(xué)目標】物理觀念(1)通過實驗,認識洛倫茲力,了解洛倫茲力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(2)了解顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理科學(xué)思維(1)能判斷洛倫茲力的方向,會計算年洛倫茲力的大小(2)經(jīng)歷由安培力公式推導(dǎo)出洛倫茲力公式的過程，體會模型建構(gòu)與演繹推理的方法(3)經(jīng)歷一般情況下洛倫茲力表達式的得出過程，進一步體會矢量分析的方法科學(xué)探究通過實驗探究影響洛倫茲力的方向和大小的因素科學(xué)態(tài)度與責任認識電子束的磁偏轉(zhuǎn),體會物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系【課前預(yù)習(xí)】P8-101.定義：運動電荷在磁場中受到的力。2.與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)?！菊n堂探究】主題探究一洛倫茲力的方向判斷問題驅(qū)動：P8問題演示實驗（觀看視頻）：總結(jié)歸納：1.左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中受到的洛倫茲力的方向。2.洛倫茲力的方向(1)F、B、v三者方向間的關(guān)系洛倫茲力的方向總是與電荷運動的方向及磁場方向垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷速度方向和磁場方向確定的平面。說明：F、B、v三個量的方向關(guān)系是：F⊥B，F(xiàn)⊥v，F(xiàn)⊥B、v所在的平面，但B與v不一定垂直，如圖甲、乙所示。(2)受洛倫茲力方向的判斷在用左手定則判斷運動的電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向時，對于正電荷，四指指向電荷的運動方向；但對于負電荷，四指應(yīng)指向電荷運動的反方向。3.洛倫茲力的特點(1)洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運動方向垂直。(2)洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運動方向，不改變電荷的速度大小。例題：下列表示運動電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向正確的是()練習(xí)：課后習(xí)題2主題探究二洛倫茲力的大小計算問題驅(qū)動：思考與討論1.考查一段長為vt的導(dǎo)體如圖。設(shè)靜止導(dǎo)線中定向運動的帶電粒子的速度都是v，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)為n；2.算出圖1.2-3中一段導(dǎo)線中的粒子數(shù)，這就是在時間t內(nèi)通過橫截面S的粒子數(shù)N=nSvt3.粒子的電荷量記為q，可算出時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量Q=Nq=nqsvt4.由此可以算出粒子電量q與電流強度I的關(guān)系I=nqsv5.長為vt的導(dǎo)體受的安培力F安=BIL=Bnqsv2t6.每個粒子受到的力，它等于F洛=F洛以上的推導(dǎo)過程是以正電荷定向移動推導(dǎo)的。若是負電荷定向移動，其受力大小一樣，只是受力方向相反。所以，上式具有一般性。總結(jié)歸納：1.洛倫茲力與安培力的關(guān)系分類洛倫茲力安培力區(qū)別單個運動的帶電粒子所受到的磁場力通電直導(dǎo)線所受到的磁場力洛倫茲力不做功安培力可以做功聯(lián)系①安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)；②方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力均可用左手定則進行判斷2.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大?。篎＝qvBsinθ，θ為電荷運動的方向與磁感應(yīng)強度方向的夾角。(1)當θ＝90°時，v⊥B，sinθ＝1，F(xiàn)＝qvB，即運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力最大。(2)當θ＝0時，v∥B，sinθ＝0，F(xiàn)＝0，即運動方向與磁場方向平行時，不受洛倫茲力。例題：求解帶電粒子的洛倫茲大小并畫出方向練習(xí)：課后習(xí)題1【課后作業(yè)】完成《學(xué)習(xí)指導(dǎo)》p7-10【