磁场对运动电荷的作用力说课.ppt
第四节 磁场对运动电荷的作用力,第十五章 磁场,赤壁市第一高级中学,杨辉,一、教材分析,二、教法分析,三、学法分析,四、教学过程,五、板书设计,教材分析,1、地位作用,承前,本节是安培力知识的延续,启后,为下一节学习带电粒子在磁场中的运动打基础,力学综合问题中经常会涉及到洛伦兹力与电场力等其它力的综合，是高考的热点！,高考,2、教学目标,知识与技能：,会用左手定则判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小,知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理,理解洛伦兹力对电荷不做功,过程与方法：,通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力,通过推导洛伦兹力的公式,培养学生的逻辑推理能力,通过演示实验,培养学生的观察能力,情感态度与价值观：,培养学生实事求是实验的科学态度与科学精神。让学生体会科学研究最基本的思维方法:“推理假设实验验证”,3、重点与难点,教学重点：会用左手定则判断洛伦兹力方向；会计算带电粒子垂直进入匀强磁场时所受洛伦兹力大小。教学难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。,学情分析,在知识上：学生已经对安培力有深刻的认识，知道其方向的判断和大小的计算，所以我采用比较的方式来突破洛伦兹力的方向判断这一重点。在推导出洛伦兹力大小的计算公式后再用比较的方式将公式推广。在能力上：学生对宏观与微观的联系的理解比较困难，学生逻辑思维能力相对较差，为攻克这一难点，我根据学生的实际情况为学生搭梯子，创设问题情境来解决。,教法分析：,教师引导学生自学,据日常现象和所学知识质疑,探究,解疑,比较归纳,学法分析：,学生自学,观察现象,分析探究,讨论,归纳总结,教学过程,环节一：导入新课,两部分引课,1、展示美丽的极光图片,2、展示生活中电视机的显像管,设计说明：这样设计的原因之一是学生对宇宙的秘密比较向往，实际生活中的现象学生比较关注，容易把注意力从课下转到课上来，原因之二隐藏了问题的答案，为磁场对运动电荷有力的作用打下伏笔。原因之三是新课标提倡物理要与生活生产相联系，这和新课标的精神相吻合。,教学过程,环节二：师生互动，探究新知,新知识一：洛伦兹力,磁场对电流有作用力,电流是电荷的定向移动形成的,提出假设,实验验证,（引导学生猜想）,(1)介绍阴极射线管:阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。(2)演示:在没有外磁场时，电子束沿直线运动;将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了偏转.,演示实验并介绍实验原理,问题情景：,1、电子束的偏转说明了什么?(受力)2、这个力是谁施加的呢?(磁场)结论：磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫洛伦兹力.之所以叫洛伦兹力是为了纪念荷兰物理学家洛伦兹而命名的。,设计说明：从现象中总结规律,提出猜想；观看演示实验并分析实验现象,得出结论。体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段,引:洛伦兹力既然是一个力,那我们应该研究它的什么呢?(大小、方向、特点),环节二：师生互动，探究新知,教学过程,新知识二：洛伦兹力的方向,引导学生思考:安培力与洛伦兹力之间的关系?(电流是由定向运动的电荷所形成的，安培力是作用在运动电荷上的力（洛伦兹力）的宏观表现（安培力是洛伦兹力的合力）。问题情景：1、安培力的方向如何判定？2、电流方向与电荷运动方向的关系？3、安培力的方向与洛伦兹力方向的关系？4、洛伦兹力的判定方法？猜想:判定方法-左手定则实验验证:进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转，并改变磁场方向。在黑板上作图表示，让同学找出判断方法。,教学过程,环节二：师生互动，探究新知,新知识二：洛伦兹力的方向,引导学生总结：洛伦兹力的方向的判断左手定则的具体内容 伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力 的方向，若四指指向是负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。,比较：与安培力的左手定则相比有何区别？,学生对比分析得出结论：即四指所代表的意义不同：安培力中四指代表电流的方向，而洛伦兹力中四指代表正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向,练习：在具体问题中用左手定则判断洛伦兹力的方向,教材P160练习三（1）、分析极光为什么总是出现在两极？,新知识二：探究洛伦兹力的大小,教学过程,环节二：师生互动，探究新知,设置问题情景：应先建立物理模型，引导学生循序渐进有条理地推导，这一个过程可放手让学生完成，体现学习的自主性。1设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动的平均速率为v.则导线中的电流I等于多大?（I=nqvS.）2导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,导线受到的安培力有多大?（F安=BIL）3这段导线中含有的运动电荷数为多少？（N=nLS）4安培力F安可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，则每个电荷所受的洛伦兹力多大？（f=qvB）（巡视学生推导情况并进行根据实际情况进行个别指导点评学生的成果并进一步引导学生分析结论 并进行点拨:单位、适用条件、文字表达、vB如何）,设计说明：这样就为学生提供解决问题的逻辑线索，降低了解决问题的难度。,提示：可将磁感强度或速度分解，设当粒子运动方向与磁感应强度方向成时,F=qvBsin,此问题教学大纲不做要求，有兴趣的同学课下再探讨。,教学过程,新知识二：探究洛伦兹力的大小,引导学生思维发散：当v与B既不垂直，又不平行时，洛伦兹力的大小又如何求？,新知识三：洛伦兹力的特点,洛伦兹力特点的探究：通过问题情景引导学生总结洛 伦兹力的特点 思考：洛伦兹力对运动的电荷是否做功？,环节三、引导学生小结本节课所学内容,环节四：作业,1课外阅读了解显像管的工作原理，并将其与示波器的工作原理进行比较.2安培力可以做功，而洛伦兹力永远不做功，而安培力又是洛伦兹力的宏观表现，这两个结论不矛盾吗？,环节五：板书设计,洛伦兹力,定义：磁场对运动电荷的作用力,方向：左手定则判断,大小：f=qvB,(条件 vB),洛伦兹力对电荷不做功,谢谢各位评委和老师,
