2019-2020年高中物理磁場對運動電荷的作用教案9 新人教版選修3-1 教學目標1、通過本課時的學習使學生知道磁場對電流的作用（安培力）實質(zhì)是磁場對運動電荷作用（洛侖茲力）的宏觀表現(xiàn)。2、理解洛侖茲力的方向由左手定則判定，能根據(jù)安培力的表達式F=BIL推導洛侖茲力的表達式f=qvB。3、培養(yǎng)學生的思維能力、分析能力以及邏輯推理能力，使學生體會由宏觀量描繪微觀量的科學思想。教學重點1、由安培力的方向?qū)С雠卸鍋銎澚Ψ较虻呐卸ǚ椒ㄗ笫侄▌t。2、根據(jù)安培力的表達式（宏觀量）導出洛侖茲力（微觀量）的表達式。教學難點建立相關物理模型，導出公式f=qvB。教學方法啟發(fā)、實驗觀察結合講解、討論。教學媒體陰極射線管、學生低壓電源、感應圈（高壓）、蹄形磁體、導線和開關以及投影儀、投影片、投影屏幕。課時課型一課時、新課。教學過程（40分鐘）一、課題導入（5分鐘左右）1、安培力的啟示（導課）：磁場對電流具有磁場力的作用（安培力），電流是由于電荷定向運動形成的，由此可猜想：磁場對電流的作用是磁場對運動電荷作用的體現(xiàn)。2、演示實驗、驗證猜想：介紹（簡介）陰極射線管及工作原理。觀察陰極射線（電子束）在磁場中發(fā)生明顯的偏轉現(xiàn)象。教師提問：這一現(xiàn)象表明什么？師生總結：陰極射線（電子束）在磁場中偏轉，說明電子束在磁場中確實受到某種力的作用，這個力就是今天我們要學習的洛侖茲力。二、新課教學（30分鐘左右）（一）洛侖茲力物理學中把磁場對運動電荷的作用力（磁場力）稱為洛侖茲力（物理學家洛侖茲最先提出這一觀點）。（二）洛侖茲力的方向1、由安培力的方向?qū)С雎鍋銎澚Ψ较虻奶攸c（1）洛侖茲力的方向跟磁場方向垂直；（2）洛侖茲力的方向跟電荷運動方向垂直。2、用左手定則確定洛侖茲力的方向（便于記憶）教師示范：伸開左手，使大拇指跟其于四個手指垂直，且處于同一水平面內(nèi)，將左手放入磁場中，讓磁感線從手心穿進，四指指向正電荷的運動方向，那么大拇指所指的方向就是正電荷受洛侖茲力的方向（在黑板上畫出示意圖）。教師提問：如果是負電荷在磁場中運動，洛侖茲力的方向如何？為什么？啟發(fā)學生思考，師生共同按如下思路分析：負電荷定向運動形成電流方向如何？受到的安培力的方向如何？由此得出負電荷受洛侖茲力方向的判定方法（在黑板上畫出示意圖）。以陰極射線束在磁場中的偏轉加以驗證，使學生體會這一方法的應用。（三）洛侖茲力的大小1、教師提出問題，學生分析討論：如何定量描述洛侖茲力的大??？2、建立物理模型，引導學生思考，師生共同推導：設導線長L，放在磁感應強度為B的勻強磁場中，導線中電流大小為I，電流方向跟磁場方向垂直，由此可知：F安=BIL設形成電流的電荷是相同的正電荷，電量為q，以等速v作定向運動（為研究的方便而設定如此情形，跟實際效果相同），導體橫截面積為S，單位體積內(nèi)的電荷數(shù)目為n，由此可見： I=nqvS從微觀角度看，導體中運動的電荷受洛侖茲力作用，所有運動電荷受洛侖茲力的總體效應表現(xiàn)為導線受的安培力，設每個運動電荷的洛侖茲力為f，由此必然有： （LSn）f=F安由得：f=qvB3、引導學生分析f=qvB的適用條件教師提問：運動電荷在磁場中一定受洛侖茲力的作用嗎？為什么？f=qvB的適用條件如何？師生共同總結：當電荷運動方向與磁場方向平行時，運動電荷雖然在磁場中，但不受洛侖茲力作用（為什么？）。當電荷運動方向與磁場方向垂直時，運動電荷受洛侖茲力最大fmax=qvB。三、本課時小結（23分鐘）1、對學生強調(diào)洛侖茲力方向的特點：洛侖茲力方向跟磁場方向垂直；洛侖茲力方向跟電荷運動方向垂直。2、應用左手定則時，對正電荷與負電荷的不同點（四指指向不同）和相同點（四指指向電流的方向）。3、洛侖茲力大小的描述。四、鞏固與練習教材P179（1）題。地磁場對宇宙射線的“屏蔽”作用。五、思考與討論（用投影儀打出思考題，供學生課后思考和討論）1、當導線中無電流時，導線放在磁場中，但不受安培力作用。可是導線中的自由電荷卻在不停地做無規(guī)則的（熱）運動，速率非常大，可見每個電荷要受洛侖茲力作用，即是說 從微觀角度看導線應該（好象）受安培力的作用，對此你作何解釋？2、帶電粒子在磁場中運動時，洛侖茲力對帶電粒子是否做功？為什么（為下節(jié)課的學習埋下伏筆）？六、作業(yè)布置教材P178（2）題（3）題。教學后記1、根據(jù)通電導線在磁場中受安培力作用，推測安培力可能是由于磁場對運動電荷的作用，再由演示實驗加以驗證，學生容易接受，且對實驗現(xiàn)象表現(xiàn)出濃厚的興趣。由此可見，演示實驗在教學中的作用不可低估。負電荷所受洛侖茲力方向的判定，學生不易記住，在今后的教學中還應強化。 板書設計磁場對運動電荷的作用（一）洛侖茲力磁場對運動電荷的作用力叫洛侖茲力。（二）洛侖茲力的方向方向特點：與磁場方向垂直；與電荷運動方向正交。左手定則：fBBvvf安（三）洛侖茲力的大小F安=BILI=nqvLSnf=F安f=qvB