洛倫茲力介紹模板

1、3. 4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一洛倫茲力時(shí)間：2021.01.01創(chuàng)作：歐陽(yáng)美教學(xué)目標(biāo)（）知識(shí)與技能1、知道什么是洛倫茲力。2、理解安培力和洛倫茲力的關(guān)系，掌握洛倫茲力大小的推 理過(guò)程。3、知道洛倫茲力產(chǎn)生條件，會(huì)用左手定則判定洛倫茲力的 方向。4、了解洛倫茲力的特點(diǎn)，會(huì)推導(dǎo)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑 和周期。（二）過(guò)程與方法通過(guò)洛倫茲力大小的推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析推理 能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)科學(xué)研究思維方法。教學(xué)重點(diǎn)1、掌握洛倫茲力大小的推導(dǎo)過(guò)程。2、會(huì)推導(dǎo)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。教學(xué)難點(diǎn)1、理解洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。2、洛倫茲力方向的判斷。教學(xué)過(guò)程（一）引入

2、新課：同學(xué)們，我們首先來(lái)觀看一下神奇而有 美麗的極光。播放極光的圖片。師：同學(xué)們知道極光是怎樣形成的嗎？生：來(lái)自太陽(yáng)的高能粒子進(jìn)入大氣后，在地磁場(chǎng)作用下與 大氣發(fā)生作用而產(chǎn)生的。師：你們知道極光一般出現(xiàn)在什么地方嗎？生：兩極等高緯度地區(qū)。師：為什么極光不能在赤道等低緯度地區(qū)出現(xiàn)呢？生：學(xué)生好奇。師：我們通過(guò)這一節(jié)課的學(xué)習(xí)就知道這是為什么了。今天 我們一起來(lái)學(xué)習(xí)第三章第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一一洛倫 茲力（板書標(biāo)題）一.洛倫茲力我們先來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)蹄形磁鐵，它周圍存在磁場(chǎng)。這是陰極射線管，它能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電荷。介紹：陰極射線管的玻璃管內(nèi)已經(jīng)抽成真空，當(dāng)左右兩個(gè) 電極按標(biāo)簽上的極性接上高壓電

3、源時(shí)，陰極會(huì)發(fā)射電子。在電 場(chǎng)的加速下飛向陽(yáng)極，電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束 的軌跡。演示：沒有磁場(chǎng)時(shí)電子束是一條直線。2.用一個(gè)蹄形磁鐵在電子束的路徑上加磁場(chǎng)，嘗試不同方 向的磁場(chǎng)對(duì)電子束徑跡的不同影響，并填下表。磁場(chǎng)方向豎直向下豎直向上垂直于紙面向里垂直于紙而向外電子束偏轉(zhuǎn)方向向外偏轉(zhuǎn)向里偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn)通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可以得到什么結(jié)論?結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力，我們把這一個(gè)作用力稱為 洛倫茲力。（板書）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力。二：洛侖茲力的大?。ò鍟煟何覀冎皩W(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，也就是安 培力。那么安培力的公式是什么？生：F=BIL.師：那當(dāng)

4、導(dǎo)線中沒有電流時(shí)，安培力是多大呢？生：安培力為零。師：磁場(chǎng)對(duì)通電的導(dǎo)線才有作用力，那么這個(gè)作用就與電 流有關(guān)，那么電流是如何形成的呢？生：電荷的定向移動(dòng)形成的。師：之前的實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)證明了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用 力，也就是洛倫茲力。那洛倫茲力和安培力有關(guān)系嗎？生：有。電流是電荷的定向移動(dòng)形成的，那么，靜止的通 電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的安培力，在數(shù)值上等于大量定向運(yùn)動(dòng)電 荷受到的洛倫茲力的總和。建模師：這就需要我們建立一個(gè)模型。而模型的建立，我們總 是選擇簡(jiǎn)單的，所以：磁場(chǎng)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)電流：通以恒定電流的直導(dǎo)線，并與磁場(chǎng)垂直 TOC o 1-5 h z 設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng),橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)

5、的自 由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動(dòng) 的速率為V。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)X中，求（1）通電導(dǎo)線中的電流!；蕪；：5通電導(dǎo)線所受的安培力wilML（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力同學(xué)們自己計(jì)算一下，一會(huì)找同學(xué)回答。最后總結(jié)：（板書）通電導(dǎo)線中的電流|N|廠II通電導(dǎo)線所受的安匚這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)匚旦二每個(gè)電荷所受的洛倫茲力師：我們剛剛推導(dǎo)出的公式電口的適用條件是什么？生：當(dāng)電荷q以速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng) 中，它所受的洛侖茲力|師：當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的方向與磁場(chǎng)的方向夾角為回時(shí)，電荷所 受的洛倫茲力怎么求？當(dāng)運(yùn)

6、動(dòng)電荷的方向和磁場(chǎng)方向水平時(shí)，洛侖茲力為零。此時(shí) 洛倫茲力最小。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力為| LHJ |,此時(shí) 洛倫茲力最大。當(dāng)v二0,既電荷與磁場(chǎng)沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)二0.這也就是說(shuō)， 磁場(chǎng)只對(duì)相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷有力的作用，而對(duì)相對(duì)于磁場(chǎng) 靜止的電荷沒有作用力。三：洛侖茲力的方向（板書）師：作為一種力，洛倫茲力是有方向的，那么，我們?cè)鯓?來(lái)確定它的方向呢？引導(dǎo)學(xué)生：既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么洛倫 茲力的方向是不是可以根據(jù)安培力的方向判斷方法來(lái)判斷呢？生：用左手定則判斷師：那我找同學(xué)來(lái)說(shuō)一下左手定則的內(nèi)容。左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且 都與手掌在同一

7、個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指 向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷 在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。（正電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方 向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向相反。）負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。我們是不是也可以從開始做的實(shí)驗(yàn)中證明洛倫茲力的方向 是通過(guò)左手定則來(lái)判斷的。我們回過(guò)頭看一下。讓同學(xué)們用左 手定則判斷一下是否符合。四：洛倫茲力的特點(diǎn)：洛倫茲力的方向既垂直于磁場(chǎng)，又垂直于速度，即垂直 于V和B所組成的平面.洛倫茲力對(duì)電荷不做功，只改變速度的方向，不改變速 度的大小.五.帶電粒子在磁場(chǎng)中的應(yīng)用一個(gè)帶正電荷q的帶電粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁

8、 場(chǎng)中，以垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)，粒子所受的洛倫茲力恒為 |,方向總跟速度方向垂直。在力學(xué)的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道，如果一個(gè)物體只受一個(gè)垂 直于運(yùn)動(dòng)方向且大小不變的的力的作用，并且這個(gè)力始終在同 一個(gè)平面內(nèi)，則這個(gè)物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。那這個(gè)正電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中必定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn) 動(dòng)的軌道平面與磁場(chǎng)方向垂直，向心力來(lái)自洛倫茲力。那我們來(lái)看一下，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌 道半徑R和周期T。1.運(yùn)動(dòng)半徑：洛倫茲力充當(dāng)向心力qvB=my，得出半徑公式：mv R = qB*O JT O運(yùn)動(dòng)周期：根據(jù)T=得出周期公式:V由公式我們可以看出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與運(yùn)動(dòng)速 度半徑無(wú)關(guān)?，F(xiàn)在我們?cè)?/p>

9、來(lái)看在課最開始我們提出的問(wèn)題：為什么極光 不能在赤道等低緯度地區(qū)出現(xiàn)呢？極光現(xiàn)象問(wèn)題：極光是來(lái)自太陽(yáng)的高能粒子進(jìn)入大氣后，與大氣發(fā)生作用而產(chǎn)生的。為什么在赤道卻從來(lái)沒有它的身影呢？在兩極，高能粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行，沒受到洛倫茲 力作用，高能粒子就長(zhǎng)驅(qū)直入了。而在緯度較低的地區(qū)，高能 粒子在地磁場(chǎng)的作用下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，故看不到極光現(xiàn)象。也正 因?yàn)檫@個(gè)原因，使我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活免遭宇宙高能粒子的傷 害。師：現(xiàn)在，我們明白了上課開始時(shí)那個(gè)美麗有神秘的極光 現(xiàn)象嗎？ 板書設(shè)計(jì)：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一洛侖茲力洛侖茲力定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力.大小當(dāng) V 丄B 時(shí)，F(xiàn)=qvB.當(dāng) vB 時(shí)，F(xiàn)=0.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的