高中物理人教版1第三章磁場(chǎng)第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力 說課一等獎(jiǎng)

第5節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是洛倫茲力。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2、知道洛倫茲力大小的推理過程。3、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。4、了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷。理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功。5、了解電視顯像管的工作原理。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小計(jì)算公式的推導(dǎo)和應(yīng)用。2、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。這一節(jié)承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))，是本章的重點(diǎn)。難點(diǎn)：1、洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功。2、洛倫茲力方向的判斷。洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)。三、課前預(yù)習(xí)1．探究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用⑴推理：磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的⑵猜想：這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的，而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。⑶驗(yàn)證：在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。⑷結(jié)論：①________________________。物理學(xué)中把運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫做。②通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力是洛倫茲力的表現(xiàn)；洛倫茲力是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的微觀本質(zhì)。2．洛倫茲力的方向（1）電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力方向的關(guān)系——左手定則：讓磁感線手心，四指指向的方向，或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的，拇指所指的方向就是電荷所受的方向。洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面。（2）關(guān)于洛倫茲力的方向幾點(diǎn)說明：①?zèng)Q定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)：電荷的電性(正、負(fù))、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．當(dāng)電荷電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素中，如果只讓一個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時(shí)讓兩個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儯谠谘芯侩姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況時(shí)，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者所決定的平面．③Ⅰ、判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受洛倫茲力的方向，四個(gè)手指要指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向．Ⅱ、電荷運(yùn)動(dòng)的速度v和B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度v.3．洛倫茲力的大?。?）由安培力公式推導(dǎo)洛倫茲力公式圖3－5－3如圖3－5－3所示，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，直導(dǎo)線長(zhǎng)L，電流為I，導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)為n，截面積為S，電荷的電荷量為q圖3－5－3_______________________________________________。（2）計(jì)算洛倫茲力的大小①通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)：F=________；②通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)：F=________；③通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成θ角：F=________。（3）洛倫茲力與安培力的關(guān)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解釋。

②大小關(guān)系：F安=NF洛，式中的N是導(dǎo)體中的定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)。③盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但不能認(rèn)為安培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為；

④洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功，在于做功的對(duì)象不同。可見安培力與洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的聯(lián)系，也有顯著的區(qū)別。

4.洛倫茲力和靜電力的比較洛倫茲力靜電力力的概念磁場(chǎng)對(duì)在其中的“運(yùn)動(dòng)”電荷的作用力電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷的作用力產(chǎn)生條件磁場(chǎng)中靜止電荷、沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷將不受洛倫茲力電場(chǎng)中的電荷無論靜止還是沿任何方向運(yùn)動(dòng)都要受到靜電力方向“橫向力”①方向由電荷正負(fù)、磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向決定，方向之間關(guān)系遵循左手定則②洛倫茲力方向一定垂直于磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向“縱向力”①方向由電荷正負(fù)、電場(chǎng)方向決定②正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反大小當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)＝qvB當(dāng)v∥B時(shí)，F(xiàn)＝0當(dāng)v與B夾角θ時(shí)，F(xiàn)＝qvBsinθF＝qE做功情況一定不做功可能做正功，可能做負(fù)功，也可能不做功5．電視顯像管的工作原理（1）構(gòu)造

電視機(jī)顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏三部分組成，如圖所示。

（2）原理

陰極發(fā)射電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈（偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電子運(yùn)動(dòng)方向垂直）電子受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的電子打在熒光屏上，使熒光屏發(fā)光。

四、預(yù)習(xí)檢測(cè)1．關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2．下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)不為零的地方，一定受洛倫茲力的作用B．運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動(dòng)能，也不能改變帶電粒子的速度D．洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功3．如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是（D）4．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域。則（）A．若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)B．若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn)C．若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn)D．若電子從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)5．如圖所示是陰極射線管示意圖．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(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，下列措施中可采用的是()A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向第五節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力導(dǎo)學(xué)案答案課前預(yù)習(xí)1．（1）①磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用洛倫茲力②宏觀2．（1）穿入正電荷運(yùn)動(dòng)反方向洛倫茲力3．（1）由安培力F＝ILB＝nF洛所以洛倫茲力F洛＝eq\f(F,n)＝eq\f(I