河南省確山縣第二高級(jí)中學(xué)高中物理 3.5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力教學(xué)案（無(wú)答案）新人教版選修31.doc

運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力教學(xué)主題】3.5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力【教學(xué)目標(biāo)】1. 會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向2. 會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小【知識(shí)梳理】1、洛倫茲力的方向和大?。?）、洛倫茲力： （2）、洛倫茲力方向的判斷左手定則伸開(kāi) 手，使大拇指和其余四指 且處于 內(nèi)，把手放入 中，讓磁感線 穿入手心，若四指指向 電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么 方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；負(fù)電荷受力的方向與正電荷相反.洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，故洛倫茲力始終不做功（3）、洛倫茲力的大?。╝）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度平行時(shí)（v/b） f = （b）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)（vb） f = （c）當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成時(shí) f = 2、顯像管的工作理（1）原理 ： （2）構(gòu)造 ：由 、 、 等組成學(xué)習(xí)過(guò)程1.知識(shí)點(diǎn)一 洛侖茲力的定義 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛侖茲力。 安培力是大量電荷所受洛侖茲力的宏觀體現(xiàn)。觀察實(shí)驗(yàn) 演示陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。1）不加磁場(chǎng) 2）射線與磁場(chǎng)垂直磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力，而電流是電荷定向移動(dòng)形成的，故磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力。大量電荷洛侖茲力集中表現(xiàn)成宏觀的安培力。2.知識(shí)點(diǎn)二 洛侖茲力的大小問(wèn)題1：如何定量描述洛侖茲力的大??？可以建立如下的電流物理模型，推導(dǎo)出洛倫茲力的計(jì)算式：宏觀微觀設(shè)有一段長(zhǎng)度為l的通電導(dǎo)線，橫截面積為s，導(dǎo)線每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b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中1.這段導(dǎo)線中電流i的微觀表達(dá)式是多少？i=2.這段導(dǎo)體所受的安培力為多大？f=3.這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)？ n=4.每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？ 從微觀角度看，導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷受洛侖茲力作用，所有運(yùn)動(dòng)電荷受洛侖茲力的總體效應(yīng)表現(xiàn)為導(dǎo)線受的安培力，設(shè)每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷的洛侖茲力為f，由此必然有：v+q f= （引導(dǎo)學(xué)生分析f=qvb的適用條件）問(wèn)題2：f=qvb的適用條件如何？當(dāng)電荷速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向平行時(shí)，洛倫茲力f又怎樣？運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受洛侖茲力的作用嗎？為什么？（實(shí)驗(yàn)觀察陰極射線 b 現(xiàn)象）結(jié)論： 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷雖然在磁場(chǎng)中，但不受洛侖茲力作用當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷受洛侖茲力最大fmax=qvb。【教師釋疑】一般我們只要求計(jì)算垂直入射情況下洛侖茲力的大小，了解以一般角度射入磁場(chǎng)，洛侖茲力介于0與fmax之間。電荷受到的洛侖茲力為零的可能情況靜止b?！镜湫屠}】例1.電子的速率v=3106 m/s，垂直射入b=0.10 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？例2.下列說(shuō)法正確的是：（ ） a、運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方，一定受到洛侖茲力的作用 b、運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛侖茲力，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零c、電荷受到洛侖茲力，該電荷一定是運(yùn)動(dòng)的 d、電荷受到洛侖茲力，該電荷相對(duì)磁場(chǎng)一定是運(yùn)動(dòng)的3.知識(shí)點(diǎn)三 洛侖茲力的方向 洛侖茲力的方向也可以由左手定則判定例3.用安培定則判斷安培力的方向，探究用安培定則判斷洛倫茲力的方向vvff當(dāng)堂檢測(cè)選擇題：1、關(guān)于帶電粒子所受洛侖茲力f、磁感應(yīng)強(qiáng)度b和粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a、f、b、v三者必定均相互垂直b、f必定垂直于b、v，但b不一定垂直vc、b必定垂直于f，但f不一定垂直于vd、v必定垂直于f，但f不一定垂直于b2、有關(guān)電荷受電場(chǎng)力和洛侖茲力的說(shuō)法中，正確的是（ ）a、電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用b、電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的作用c、電荷受電場(chǎng)力的方向與該處電場(chǎng)方向垂直d、電荷若受磁場(chǎng)力，則受力方向與該處磁場(chǎng)方向垂直3、兩個(gè)帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電量之比為1：2，則兩帶電粒子受洛侖茲力之比為（ ）a、2：1 b、1：1 c、1：2 d、1：44、如圖所示，在電子射線管上方平行放置一通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，則電子射線將（ ）a、向上偏 b、向下偏 c、向紙內(nèi)偏 d、向紙外偏5、圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束粒子流以速度v水平射入，為使粒子流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力），則磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，關(guān)于這處電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向的說(shuō)法