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磁场对运动电荷的作用 教学设计3

一。教学目标

1.在物理知识方面的要求:

(1) 了解什么是洛伦兹力。

(2) 明确通电导线在磁场中受到的安培力是运动电荷在磁场中受到

洛伦兹力的宏观体现。

(3) 掌握判断洛伦兹力方向的法则。

(4) 通过推导得出计算洛伦兹力的大小(f=qvB)

2.通过观察演示实验,培养学生的观察能力。

3.引导学生用分析、猜想、实验、理论验证的科学方法探求新知识,增强能力。

二.重点、难点分析

1.重点:掌握洛伦兹力的大小、方向。

2.难点:洛伦兹力的推导。

三.教具:

直进阴极射线管,马蹄形磁铁

四.教学方法:

实验、讲授、启发式教学

教学过程:

复习引入

实验1:AB通电时会受到安培力的作用,安培力的大小与哪些因素有关?安培力的方向又怎样判断?

新课教学:

一.实验

1.问题:安培力产生的本质是什么?开关的闭合与断开关系到导体杆是否受安培

力,那开关的闭合与断开有何本质上的不同呢?

2.分析:开关闭合:AB中有电流通过有定向移动的电荷受安培力

开关断开:AB中无电流通过无定向移动的电荷不受安培力

3、猜想:

运动电荷在磁场中会受到磁场力作用,安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现。

4、实验验证:

实验的目的是要检验我们的猜测。因此,必须先提供运动电荷与磁场。此外,如何显示带电粒子的运动也需要考虑。

5、解决方案:

使用直进阴极射线管

实验2:在射线管阴极和阳极间加上高压,从阴极发出的电子束,轰击到长条形荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。

不加磁场,轨迹为一条水平亮线

加上磁场,亮线发生偏转运动电荷受力

、洛伦兹力

定义:运动电荷受到磁场力的作用,这个力称为洛伦兹力。

方向:由左手定则判断

改变磁铁磁极的方向,观察磁场力(洛伦兹力)的方向,并检验左手定则

f一定垂直于B、V,但是B与v不一定垂直

洛伦兹力的大小:

依据安培力是大量运动电荷所受磁场力的宏观体现,可利用安培力推导电荷所受洛伦兹力f的大小。

设一均匀磁场中,垂直于磁场方向放入一段长L(m)的通电导线,每米导线中有n个自由电荷,每个自由电荷电量为q,定向移动的速度为v,截面A右侧vt长的导线中自由电荷,在t秒内全部通过A截面

Q=nqvtI = Q/t =nqv

由F=BIL=nqvLB,其中,nL是长度为L米的导线中移动电荷的总数,所以有:

f = F/ (nL) = nqvLB/(nL) = qvB

即:当电荷在垂直于磁场的方向上运动时,磁场对运动电荷的作用力,等于电荷的电量和速率跟磁感应强度的乘积。

单位:N、C、m/s、T

各物理量的含义:

q:粒子所带电量的绝对值

v:带电粒子的运动速度

B:磁感应强度的大小

课堂小结

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常用成语

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