1.2磁場對運動電荷的作用力 學習任務單VIP

1.2磁場對運動電荷的作用力學習任務單學科：物理年級：高二【學習目標】我該學什么？1.知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2.掌握洛倫茲力公式的推導過程，會計算洛倫茲力的大小.3.知道電視顯像管的基本原理及基本構造.【重點難點】教學重點：會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。掌握洛倫茲力大小的計算。教學難點：洛倫茲力方向的判斷?！緦W習過程】問題情境—自主學習—合作探究—展示交流—總結(jié)提升。（每個環(huán)節(jié)要求預設時間）【學習任務一】洛倫茲力的方向1.播放極光的視頻，教師引導極光現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？教師介紹帶電粒子在地磁場的作用下運動方向發(fā)生了改變。引導學生猜想磁場對運動電荷有力的作用。（2分鐘）問題情境(2分鐘)：通過觀察演示實驗：(1)在沒有外在磁場時，觀察到電子束運動軌跡是什么樣的？電子束的直線運動說明了什么？(2)蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)運動軌跡發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明什么?學生觀察實驗現(xiàn)象得出（2分鐘）：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動（不受力），將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲（受力了）猜想成立。結(jié)論:磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力，為了紀念荷蘭物理學家洛倫茲。我們應該研究洛倫茲力的什么？(方向、大小)（3）再次觀察演示實驗,把磁極對調(diào)，分析實驗現(xiàn)象，引導學生猜想洛倫茲力方向跟什么因素有關。2、磁場對運動電荷力的方向與磁場的方向及電荷的運動方向有關【問題引領】同學們想一下，在上一節(jié)課中我們是如何確定安培力方向的？洛倫茲力的方向如何判定的？實驗驗證：進一步觀察電子束垂直進入磁場時的偏轉(zhuǎn)方向，并改變磁場方向，在黑板上作圖表示，驗證洛倫茲力的方向也可以用左手定則判定。洛倫茲力的方向-------左手定則1、左手定則：伸開左手，使拇指和其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，這時拇指所指的方向就是該電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。2.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。3.洛倫茲力跟安培力一樣，遵守左手定則。內(nèi)容二、洛倫茲力的大小探究討論【問題】安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，兩者方向判斷方法相同，大小是否也存在某種聯(lián)系呢？能否通過電流受到的安培力導出運動電荷受到的洛倫茲力呢？【問題情境】若有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中。求（1）電流強度I。（2）通電導線所受的安培力。（3）這段導線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（4）每個電荷所受的洛倫茲力。師生共同總結(jié)F洛=qvB適用條件：速度方向與磁場方向垂直問題引領：電荷的運動方向與磁場相同時不受力，如果運動方向與磁場方向既不平行也不垂直，可仿照之前對安培力大小的討論師生共同總結(jié)：在一般情況下，當電荷運動方向與磁感應強度方向夾角為θ時，電荷受的洛侖茲力為F=qvBsinθ1）當v//B時：F洛=02）當v⊥B時：F洛=qvB3）當v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ安培力與洛倫茲力的關系：安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)內(nèi)容三．電子束的磁偏轉(zhuǎn)（一）教師引導：閱讀教材第九頁電子束的偏轉(zhuǎn)認識顯像管結(jié)構及工作原理。思考與討論：1.要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏的A點，偏轉(zhuǎn)磁場應該沿什么方向？2.要使電子束打在熒光屏的B點，偏轉(zhuǎn)磁場應該沿什么方向？3.要使電子束打在熒光屏的位置由B點逐漸向A點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應該怎樣變化？師生共同總結(jié)：1、主要構造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏組成2．原理：(1)電子槍發(fā)射電子．(2)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)．(3)熒光屏被電子束撞擊時發(fā)光．（二）、電視顯像管的工作原理在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強弱都在不斷變化，這樣光點就可以移動，這技術叫掃描。我國的電視機每秒要進行50場掃描，所以我們才看到整個屏幕都是亮的?！具_標檢測】1．下列關于圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性的判斷正確的是()A．洛倫茲力方向垂直于速度向上B．洛倫茲力方向垂直紙面向里C．粒子帶負電D．洛倫茲力方向垂直紙面向外2．兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1∶4，電荷量之比為1∶2，則兩帶電粒子所受洛倫茲力之比為()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．1∶43．如圖是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出．在熒光屏上會看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是()A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C．加一電場，電場方向沿z軸負方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向4．（多選）一個運動電荷在某個空間里沒有受到洛倫茲力的作用，那么()A．這個空間一定沒有磁場B．這個空間不一定沒有磁場C．這個空間可能有方向與電荷運動方向平行的磁場D．這個空間可能有方向與電荷運動方向垂直的磁場5．顯像管原理的示意圖如圖所示，當沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的O點，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)．設垂直紙面向里的磁場方向為正方向，若使電子打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()6．（多選）如圖所示，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直紙面向里，三個油滴a、b、c帶