磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（第1課時(shí)）教案-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

§1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（第1課時(shí)）《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》2.1.2通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)解讀》建議教師用演示實(shí)驗(yàn)的方法來讓學(xué)生了解影響洛倫茲力的大小和方向的相關(guān)因素，教師要設(shè)計(jì)好這個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究方法和程序，讓學(xué)生來討論每一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果的意義。判斷洛倫茲力的方向的要求屬于操作水平，因此，與前面判斷安培力一樣，要盡可能讓學(xué)生自己動(dòng)手操作、判斷，并達(dá)到比較熟練的程度。對(duì)于洛倫茲力的計(jì)算公式只要求電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況，對(duì)于不垂直的情況可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力來確定是否要求。【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念(1)通過實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)洛倫茲力,了解洛倫茲力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(2)了解顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理科學(xué)思維(1)能判斷洛倫茲力的方向,會(huì)計(jì)算年洛倫茲力的大小(2)經(jīng)歷由安培力公式推導(dǎo)出洛倫茲力公式的過程，體會(huì)模型建構(gòu)與演繹推理的方法(3)經(jīng)歷一般情況下洛倫茲力表達(dá)式的得出過程，進(jìn)一步體會(huì)矢量分析的方法科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)探究影響洛倫茲力的方向和大小的因素科學(xué)態(tài)度與責(zé)任認(rèn)識(shí)電子束的磁偏轉(zhuǎn),體會(huì)物理知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系【課前預(yù)習(xí)】P8-101.定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力。2.與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。【課堂探究】主題探究一洛倫茲力的方向判斷問題驅(qū)動(dòng)：P8問題演示實(shí)驗(yàn)（觀看視頻）：總結(jié)歸納：1.左手定則：伸開左手，讓拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)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)中受到的洛倫茲力的方向。2.洛倫茲力的方向(1)F、B、v三者方向間的關(guān)系洛倫茲力的方向總是與電荷運(yùn)動(dòng)的方向及磁場(chǎng)方向垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷速度方向和磁場(chǎng)方向確定的平面。說明：F、B、v三個(gè)量的方向關(guān)系是：F⊥B，F(xiàn)⊥v，F(xiàn)⊥B、v所在的平面，但B與v不一定垂直，如圖甲、乙所示。(2)受洛倫茲力方向的判斷在用左手定則判斷運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向時(shí)，對(duì)于正電荷，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向；但對(duì)于負(fù)電荷，四指應(yīng)指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向。3.洛倫茲力的特點(diǎn)(1)洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運(yùn)動(dòng)方向垂直。(2)洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向，不改變電荷的速度大小。例題：下列表示運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向正確的是()練習(xí)：課后習(xí)題2主題探究二洛倫茲力的大小計(jì)算問題驅(qū)動(dòng)：思考與討論1.考查一段長(zhǎng)為vt的導(dǎo)體如圖。設(shè)靜止導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的帶電粒子的速度都是v，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)為n；2.算出圖1.2-3中一段導(dǎo)線中的粒子數(shù)，這就是在時(shí)間t內(nèi)通過橫截面S的粒子數(shù)N=nSvt3.粒子的電荷量記為q，可算出時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量Q=Nq=nqsvt4.由此可以算出粒子電量q與電流強(qiáng)度I的關(guān)系I=nqsv5.長(zhǎng)為vt的導(dǎo)體受的安培力F安=BIL=Bnqsv2t6.每個(gè)粒子受到的力，它等于F洛=F洛以上的推導(dǎo)過程是以正電荷定向移動(dòng)推導(dǎo)的。若是負(fù)電荷定向移動(dòng)，其受力大小一樣，只是受力方向相反。所以，上式具有一般性?？偨Y(jié)歸納：1.洛倫茲力與安培力的關(guān)系分類洛倫茲力安培力區(qū)別單個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受到的磁場(chǎng)力通電直導(dǎo)線所受到的磁場(chǎng)力洛倫茲力不做功安培力可以做功聯(lián)系①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)；②方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力均可用左手定則進(jìn)行判斷2.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小：F＝qvBsinθ，θ為電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角。(1)當(dāng)θ＝90°時(shí)，v⊥B，sinθ＝1，F(xiàn)＝qvB，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大。(2)當(dāng)θ＝0時(shí)，v∥B，sinθ＝0，F(xiàn)＝0，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受洛倫茲力。例題：求解帶電粒子的洛倫茲大小并畫出方向練習(xí)：課后習(xí)題1【課后作業(yè)】完成《學(xué)習(xí)指導(dǎo)》p7-10【