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1、第三章 第3節(jié) 研究洛倫茲力 ★新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)與技能 （1）通過(guò)分析安培力產(chǎn)生的微觀原因進(jìn)而認(rèn)識(shí)洛倫茲力的存在； （2）根據(jù)安培力的方向判斷學(xué)會(huì)用左手定則判斷洛倫力的方向； （3）從安培力及電流的微觀計(jì)算式推導(dǎo)出洛倫茲力的大小； （4）了解洛倫茲力的簡(jiǎn)單應(yīng)用――速度選擇器； （二）過(guò)程與方法 （1）通過(guò)極光的視頻、圖片、文字資料信息聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣； （2）通過(guò)分析安培力產(chǎn)生的微觀原因培養(yǎng)學(xué)生的微觀想象力； （3）通過(guò)推導(dǎo)出洛倫力的計(jì)算公式進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的理論推導(dǎo)能力 （三）情感、態(tài)度與價(jià)

2、值觀 （1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示洛倫茲力并講述洛倫力在科技、生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)研究的價(jià)值觀。 （2）通過(guò)對(duì)洛倫茲力的大小和方向的推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮?shí)態(tài)度及提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 ★教學(xué)重點(diǎn) 正、負(fù)兩種電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受洛倫茲力方向的判斷和洛倫茲力大小的公式推導(dǎo)及簡(jiǎn)單應(yīng)用 ★教學(xué)難點(diǎn) 洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的微觀原因、安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)、洛倫茲力不做功的理解； ★教學(xué)方法 創(chuàng)設(shè)情景一一導(dǎo)入課題一一類比推導(dǎo)一－交流討論一一實(shí)例探究 ★教學(xué)用具： 多媒體投影儀、陰極射線管、蹄形磁鐵、環(huán)形線圈等 ★教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 教師活

3、動(dòng)：利用投影儀投影極光的圖片 學(xué)生活動(dòng)：觀看圖片、閱讀學(xué)案中的材料了解極光并積極想象其產(chǎn)生的原因 教師活動(dòng)：投放極光視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 師生互動(dòng) 教師提問(wèn)：1.從太陽(yáng)噴射出來(lái)的高能粒子有何特點(diǎn)? 帶電、高速 2.帶電粒子流經(jīng)過(guò)地球時(shí)為何向兩極運(yùn)動(dòng)? 由于受到地磁場(chǎng)的作用 3.為什么會(huì)發(fā)光? 高能粒子與大氣碰撞 由前兩個(gè)問(wèn)題可知：極光的形成說(shuō)明了什么物理規(guī)律？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考討論并回答：跟帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有關(guān) 教師活動(dòng)：簡(jiǎn)單講述極光的現(xiàn)象，指出當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，是否會(huì)受到力的作用？若真的受到力的作用，此力有什么規(guī)律？這就是我們這節(jié)課要探究的內(nèi)容。

4、（二）進(jìn)行新課 教師活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)演示---電風(fēng)車和陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 明確指出運(yùn)動(dòng)的電荷在電磁場(chǎng)中是會(huì)受到力的作用，此力為洛倫茲力（簡(jiǎn)單介紹荷蘭物理學(xué)家洛倫茲） 洛倫茲力方向的類比分析活動(dòng) 教師提問(wèn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，運(yùn)動(dòng)的電荷在方向不同的磁場(chǎng)情況下，電荷受洛倫茲力的方向也會(huì)產(chǎn)生變化，那洛倫茲力的方向遵循什么規(guī)律呢？安培力能用左手定則來(lái)判斷其受力，那洛倫茲力可不可以也用類似的方法來(lái)判斷呢？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生聯(lián)系對(duì)比兩力的區(qū)別，通過(guò)思考討論后作答：洛倫茲力的方向判斷可以用左手定則，并重點(diǎn)指出四個(gè)手指的方向應(yīng)與正電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同，與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反。 師生總結(jié)：

5、左手定則并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木毩?xí) I B F 教師提問(wèn)：安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電何的作用力，這兩個(gè)力之間有沒(méi)有什么關(guān)系呢？ 學(xué)生討論分析：發(fā)現(xiàn)安培力是大量運(yùn)動(dòng)的電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 師生討論交流：洛倫茲力能否對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷做功？ 分析得出結(jié)論：洛倫茲力的方向總是與電荷的運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，因此洛倫茲力對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷不做功。 引導(dǎo)學(xué)生思考：洛倫茲力的產(chǎn)生原因清楚了，方向也能確定了，那洛倫茲力的大小怎么計(jì)算的呢？ 洛倫茲力大小的推理探究活動(dòng)： 以一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，通電流為I的直導(dǎo)線為研究對(duì)象，把其垂直放入磁場(chǎng)，由學(xué)生根據(jù)安培力分

6、4步推導(dǎo)出洛倫茲力的公式 問(wèn)題（1）：設(shè)直導(dǎo)線處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并與B垂直，求該直導(dǎo)線受到的安培力F為多大？ F=BIL 問(wèn)題（2）：設(shè)直導(dǎo)線的橫截面積為s，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的帶電量為q，電荷定向移動(dòng)速度為v，求直導(dǎo)線中的電流I的微觀表達(dá)式？ I= qnsv 問(wèn)題（3）：計(jì)算該導(dǎo)線中總的自由電荷數(shù) N=nLs 問(wèn)題（4）： 把安培力F看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的洛倫茲力f的矢量和，求單個(gè)電荷受到的洛倫茲力的大??？ f=F/N=BqnsvL/nLs=qvB 教師引導(dǎo)學(xué)生思考： 若把靜止的電荷放入磁場(chǎng)，電荷是否受到洛倫茲力的作用

7、？（ ） （三）實(shí)例探究 教師活動(dòng)：投影展示速度選擇器介紹：設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，離子的帶電量為q. （1）離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到多大的力作用？（ ） （2）離子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？（ ） （3）離子能否從小孔S1進(jìn)入電場(chǎng)后從小孔S2出來(lái)？（ ） 探究1 S1 S2 離子源 V 探究2 S1 S2 離子源 V （4）離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到多大的力作用？（ ） （5）離子能否從小孔S1進(jìn)入磁場(chǎng)后從小孔S2出來(lái)

8、？（ ） 探究3 S1 S2 離子源 V （6）若要求離子能從小孔S1進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后從小孔S2出來(lái)應(yīng)滿足什么條件？ 討論：① 若帶電量不同的離子以這樣的速度運(yùn)動(dòng)，能否沿直線穿過(guò)場(chǎng)區(qū)？（ ） ② 若帶負(fù)電的離子也以這樣的速度運(yùn)動(dòng)，能否沿直線穿過(guò)場(chǎng)區(qū)？（ ） ③ 若改變離子的運(yùn)動(dòng)速度，能否沿直線穿過(guò)場(chǎng)區(qū)？（ ） ★課后練習(xí) 1．請(qǐng)指出下

9、面三種情況的帶電粒子所受的洛倫茲力的方向 θ V V θ V 若圖中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的電荷量為q，運(yùn)動(dòng)速度為V，請(qǐng)求出以上三種情況下粒子所受的洛倫茲力的大?。? F1= F2= F3= V I 2．在陰極射線管中電子流向由左向右，其正上方有一根通有由左向右的電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則陰極射線將（ ） A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn) C．向紙里偏轉(zhuǎn)

10、 D．向紙外偏轉(zhuǎn) 3．如圖所示，某空間存在著正交的勻強(qiáng)電磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，其中E=10N/C，B=1T，現(xiàn)有一個(gè)帶電量q=+2×10-6C質(zhì)量m=2×10-6kg的小球以某速度進(jìn)入這個(gè)電磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)其恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)求出小球的速度大小和方向？（g取10m/s2） E B 作業(yè)：課本P88頁(yè) 第3題 P89頁(yè) 第4題 教學(xué)流程圖 符號(hào)說(shuō)明：開(kāi)始： 教師活動(dòng)： 學(xué)生活動(dòng)： 師生互動(dòng)： 開(kāi)始 利用極光的圖片和視頻作為引入，激發(fā)學(xué)生興趣 學(xué)生積極思考，猜想分析極光的形成原因 實(shí)驗(yàn)演示---陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，共同得出左手定則 利用動(dòng)畫(huà)模擬，加深微觀現(xiàn)象的理解 洛倫茲力的大小如何計(jì)算，能否通過(guò)安培力推導(dǎo) 根據(jù)4個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)，得出洛倫茲力的計(jì)算式 學(xué)生討論分析當(dāng)V與B不同夾角時(shí)如何計(jì)算 通過(guò)對(duì)速度選擇器的分解分步分析，對(duì)洛倫茲力進(jìn)行實(shí)例研究 問(wèn)題討論，切實(shí)掌據(jù)速度選擇器的速度要求 課堂練習(xí)，鞏固知識(shí) 知識(shí)小結(jié)，布置作業(yè)