磁场对运动电荷的作用 教学设计3

一。教学目标：

1.在物理知识方面的要求：

(1) 了解什么是洛伦兹力。

(2) 明确通电导线在磁场中受到的安培力是运动电荷在磁场中受到

洛伦兹力的宏观体现。

(3) 掌握判断洛伦兹力方向的法则。

(4) 通过推导得出计算洛伦兹力的大小（f=qvB）

2.通过观察演示实验，培养学生的观察能力。

3.引导学生用分析、猜想、实验、理论验证的科学方法探求新知识，增强能力。

二.重点、难点分析：

1.重点：掌握洛伦兹力的大小、方向。

2.难点：洛伦兹力的推导。

三.教具：

直进阴极射线管，马蹄形磁铁

四.教学方法：

实验、讲授、启发式教学

教学过程：

复习引入

实验1：AB通电时会受到安培力的作用，安培力的大小与哪些因素有关？安培力的方向又怎样判断？

新课教学:

一.实验

1.问题：安培力产生的本质是什么？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受安培

力，那开关的闭合与断开有何本质上的不同呢？

2.分析：开关闭合：AB中有电流通过有定向移动的电荷受安培力

开关断开：AB中无电流通过无定向移动的电荷不受安培力

3、猜想：

运动电荷在磁场中会受到磁场力作用，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现。

4、实验验证：

实验的目的是要检验我们的猜测。因此，必须先提供运动电荷与磁场。此外，如何显示带电粒子的运动也需要考虑。

5、解决方案：

使用直进阴极射线管

实验2：在射线管阴极和阳极间加上高压，从阴极发出的电子束，轰击到长条形荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。

不加磁场，轨迹为一条水平亮线

加上磁场，亮线发生偏转运动电荷受力

二、洛伦兹力

定义：运动电荷受到磁场力的作用，这个力称为洛伦兹力。

方向：由左手定则判断

改变磁铁磁极的方向，观察磁场力（洛伦兹力）的方向，并检验左手定则

f一定垂直于B、V，但是B与v不一定垂直

洛伦兹力的大小：

依据安培力是大量运动电荷所受磁场力的宏观体现，可利用安培力推导电荷所受洛伦兹力f的大小。

设一均匀磁场中，垂直于磁场方向放入一段长L（m）的通电导线，每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷电量为q，定向移动的速度为v，截面A右侧vt长的导线中自由电荷，在t秒内全部通过A截面

Q=nqvtI = Q/t =nqv

由F=BIL=nqvLB,其中，nL是长度为L米的导线中移动电荷的总数，所以有：

f = F/ (nL) = nqvLB/(nL) = qvB

即：当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的作用力，等于电荷的电量和速率跟磁感应强度的乘积。

单位：N、C、m/s、T

各物理量的含义：

q：粒子所带电量的绝对值

v：带电粒子的运动速度

B：磁感应强度的大小

课堂小结