洛侖磁力教案

洛侖磁力教案?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能目標(biāo)理解洛侖茲力的概念，能判斷洛侖茲力的方向，會計算洛侖茲力的大小。掌握洛侖茲力對帶電粒子不做功的特點(diǎn)。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理及其在實(shí)際中的應(yīng)用，如電子顯像管等。2.過程與方法目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯推理能力。通過推導(dǎo)洛侖茲力公式，讓學(xué)生體會理論探究的過程，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。通過分析電子束磁偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)領(lǐng)略物理規(guī)律的簡潔美，培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣。通過介紹洛侖茲力在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。

二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)洛侖茲力的方向判斷和大小計算。洛侖茲力對帶電粒子不做功的原因。2.教學(xué)難點(diǎn)洛侖茲力方向判斷的左手定則的理解和應(yīng)用。洛侖茲力公式的推導(dǎo)過程。

三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、類比法相結(jié)合

四、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.回顧提問提問學(xué)生安培力的概念、方向判斷方法（左手定則）以及大小計算公式。請學(xué)生回答磁場對電流有力的作用，那么磁場對運(yùn)動電荷是否也有力的作用呢？2.展示實(shí)驗(yàn)演示電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)（如陰極射線管在磁場中的偏轉(zhuǎn)）。讓學(xué)生觀察電子束在磁場中運(yùn)動軌跡的變化，引出本節(jié)課要研究的磁場對運(yùn)動電荷的作用力洛侖茲力。

（二）新課教學(xué)（30分鐘）1.洛侖茲力的概念（5分鐘）講解：磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫洛侖茲力。強(qiáng)調(diào)運(yùn)動電荷是產(chǎn)生洛侖茲力的條件之一。2.洛侖茲力的方向（10分鐘）結(jié)合電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考如何判斷洛侖茲力的方向。類比安培力方向的判斷方法（左手定則），介紹洛侖茲力方向的左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向正電荷運(yùn)動的方向，那么拇指所指的方向就是運(yùn)動的正電荷在磁場中所受洛侖茲力的方向。通過實(shí)例分析，讓學(xué)生練習(xí)使用左手定則判斷洛侖茲力的方向。例如：已知一正電荷以速度v向右運(yùn)動，垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B中，讓學(xué)生畫出洛侖茲力的方向；再改變電荷為負(fù)電荷，重新判斷洛侖茲力方向，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出負(fù)電荷受力方向與正電荷受力方向相反的結(jié)論。3.洛侖茲力的大小（10分鐘）推導(dǎo)洛侖茲力公式：設(shè)一長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的速度為v。導(dǎo)線中的電流\(I=nqSv\)，根據(jù)安培力公式\(F=BIL\)，可得安培力\(F=B(nqSv)L\)。這安培力可以看作是作用在每個運(yùn)動電荷上的洛侖茲力\(F_{洛}\)的合力，這段導(dǎo)線中含有的自由電荷數(shù)為\(N=nSL\)，所以每個電荷所受的洛侖茲力\(F_{洛}=\frac{F}{N}=qvB\)。強(qiáng)調(diào)公式\(F_{洛}=qvB\)的適用條件：電荷的運(yùn)動方向與磁場方向垂直。當(dāng)電荷運(yùn)動方向與磁場方向夾角為\(\theta\)時，洛侖茲力大小為\(F_{洛}=qvBsin\theta\)。分析當(dāng)\(\theta=0^{\circ}\)或\(\theta=180^{\circ}\)時，\(F_{洛}=0\)的情況。通過例題計算，讓學(xué)生鞏固洛侖茲力大小的計算。例如：已知電子電荷量\(e=1.6×10^{19}C\)，以速度\(v=2×10^{7}m/s\)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度\(B=0.5T\)的勻強(qiáng)磁場中，求電子所受的洛侖茲力大小。

4.洛侖茲力對帶電粒子不做功（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生思考洛侖茲力對帶電粒子是否做功。分析：由于洛侖茲力方向始終與帶電粒子的運(yùn)動方向垂直，根據(jù)功的計算公式\(W=Fscos\theta\)（其中\(zhòng)(\theta=90^{\circ}\)，\(cos\theta=0\)），可知洛侖茲力對帶電粒子不做功。強(qiáng)調(diào)洛侖茲力不做功，但它可以改變帶電粒子的運(yùn)動方向，這一點(diǎn)與重力、電場力做功的特點(diǎn)不同。

（三）課堂小結(jié)（5分鐘）1.請學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括洛侖茲力的概念、方向判斷方法（左手定則）、大小計算公式以及洛侖茲力不做功的特點(diǎn)。2.教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識和易錯點(diǎn)，如左手定則的正確使用、洛侖茲力公式的適用條件等。

（四）課堂練習(xí)（10分鐘）1.布置練習(xí)題一個帶正電的粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，粒子的運(yùn)動軌跡可能是（）A.直線B.拋物線C.圓D.雙曲線一電子以速度\(v\)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為\(B\)的勻強(qiáng)磁場中，則（）A.磁場對電子的作用力始終不做功B.磁場對電子的作用力做正功C.磁場對電子的作用力做負(fù)功D.無法判斷磁場對電子的作用力是否做功一個電荷量為\(q\)、質(zhì)量為\(m\)的帶電粒子，以速度\(v\)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為\(B\)的勻強(qiáng)磁場中，求粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑和周期。2.學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，教師巡視指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并進(jìn)行解答。

（五）課后作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)完成課后習(xí)題中與本節(jié)課相關(guān)的題目。查閱資料，了解洛侖茲力在其他方面的應(yīng)用，并寫一篇簡短的報告。2.拓展作業(yè)思考如果帶電粒子的運(yùn)動方向不垂直于磁場方向，其運(yùn)動軌跡會是怎樣的？嘗試進(jìn)行分析和推導(dǎo)。設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證洛侖茲力的方向與大小的相關(guān)規(guī)律。

五、教學(xué)資源1.陰極射線管、電源、磁鐵等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。2.多媒體課件，包含洛侖茲力相關(guān)的動畫、圖片、視頻等，幫助學(xué)生更好地理解抽象的物理概念和現(xiàn)象。

六、教學(xué)反思通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對洛侖茲力的概念、方向判斷和大小計算有了基本的理解，能夠運(yùn)用左手定則判斷洛侖茲力的方向，計算其大小，并理解了洛侖茲力不做功的特點(diǎn)。在教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)演示和類比教學(xué)法的運(yùn)用，有助于學(xué)生直觀地感受和理解知識，但部分學(xué)生在運(yùn)用左手定則時仍存在一些問題，需要