2019-2020年新課標魯科版3-1 選修三6.2《磁場對運動電荷的作用》 WORD教案2.doc

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2019-2020年新課標魯科版3-1 選修三6.2《磁場對運動電荷的作用》 WORD教案2 【教學目的】 （1） 通過實驗認識洛侖茲力，知道什么叫做洛侖茲力；通過實驗了解到洛侖茲力的方向與哪些因素有關(guān)，會用左手定則判定洛侖茲力的方向。 （2） 知道當v與B垂直時，運動電荷受到的洛侖茲力最大，F(xiàn)=qvB；當v與B平行時，運動電荷受到的洛侖茲力最小為零；會在v與B互成角度時利用分解求洛侖茲力的大小。 （3） 了解假說思維方式對科學理論發(fā)展的重要作用，認識到這種思維方式有堅實的理論和實踐基礎。學會用這種方式進行科學思維。 【教學重點】 使學生掌握運動電荷在磁場中所受洛侖茲力大小的決定因素、計算公式以及方向的判定 【教學難點】 能熟練地運用左手定則判斷運動電荷（尤其是負電荷）受到的洛侖茲力的方向， 【教學媒體】 馬蹄形磁鐵、高壓直流電源（15KV）、導線、陰極射線管（磁效應管）。 【教學安排】 【新課導入】 通電導線——受力方向：左手定則 （安培力） 大小F=IBLsinθ（θ為B和I之間的夾角） 磁體——受力方向：N極受力沿磁場方向 大?。翰幻鳎? 磁體——外部磁場N到S，內(nèi)部S到N 磁場 通電導線——磁場用右手螺旋定則判定 運動電荷——磁場用右手螺旋定則判定 （1）復習上節(jié)課所講內(nèi)容(能夠產(chǎn)生磁場的物質(zhì)，磁場能對哪些場中的物體產(chǎn)生力的作用) （2）既然通電導線的實質(zhì)是運動的電荷。那么通電導線的受力也就就意味著運動電荷在磁場中會受到磁場力的作用，我們把這種力叫做洛侖茲力。（補充板書：磁場→運動電荷——受力方向/大小） 【新課內(nèi)容】 實驗證明洛侖茲力的存在。 展示磁效應管，說明實驗裝置和實驗原理。 連接電路，觀察高速電子流的運動方向和軌跡。并板畫出平面視圖。 將馬蹄形磁鐵靠近電子流，觀察其徑跡的方向變化。 實驗說明運動的電子會受到馬蹄形磁鐵通過磁場施加的作用力。 對比實驗：帶電的通草球在靜止時不受磁場作用。（參書P129/實驗與探究） 探索洛侖茲力的方向。 改變馬蹄形磁鐵的擺放方式，引導學生觀察電子流的運動方向改變。這說明洛侖茲力的方向與什么有關(guān)？讓大家猜想洛侖茲力的方向還與什么有關(guān)？（電子的運動方向/實驗證實） 將各種情況下的磁場、電子運動方向和偏轉(zhuǎn)軌跡（標明洛侖茲力方向）都畫成平面視圖。引導學生觀察并思考洛侖茲力的方向有何規(guī)律。提示：思考電子運動和電流的關(guān)系。 歸納學生的表述，給出：洛侖茲力也可以用左手定則來表示。伸出左手，使拇指與其余四指垂直，讓磁感線垂直穿過掌心，四指指向正電荷的運動方向或負電荷運動的反方向（都是電流的方向），則大拇指指的就是洛侖茲力的方向。并板書結(jié)果。 課堂鞏固練習：手冊P130/1。 （3）洛侖茲力的大小。請大家猜想洛侖茲力的大小與哪些因素有關(guān)？要說出理由。（引導學生從安培力的大小中思考。 分析出：1、當電荷運動方向與磁場平行時，不受洛侖茲力。垂直時受力最大。 2、電荷電量越大，運動速度越快，相當于電流越大，所以受力也越大。 3、磁場越強，受力越大。 演示實驗證實猜想：改變磁場與速度的夾角，觀察粒子的偏轉(zhuǎn)減弱，說明洛侖茲力減小。增強磁場并保持磁場與速度垂直，發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)增強，說明洛侖茲力增大。 綜上分析，進行理論推導。對于流動的物體，此處為運動電荷，可以采用設定時間t，若電荷運動方向與磁場垂直，則電流與磁場垂直。F=IBL，此時F為導線中n個電荷所受洛侖茲力的總和。研究t時間內(nèi)的電量（Q=It），電流受力F=IBL=QBL/t，其中Q=nq，L/t=v，所以f=F/n=qBv。 強調(diào)f=qBv只能用于速度與磁場垂直的情況。 例題：書P132/例——要求通過例題掌握公式，并復習鞏固加速電場的計算方法以及了解質(zhì)子、電子、α粒子和正、負離子的意思。并知道對帶電粒子而言，電場力和磁場力都遠大于重力，通常都可以忽略不計。 隨堂鞏固： 手冊P129/例1、2鞏固立體圖的畫法、了解加入洛侖茲力之后怎么進行受力分析。P130/4、5 洛侖茲力對運動電荷的作用。洛侖茲力總是與速度垂直，與磁場方向也垂直，即垂直于速度和磁場構(gòu)成的平面。所以，請大家注意，無論粒子怎么飛入磁場，磁場對運動電荷的洛侖茲力大小如何，洛侖茲力對運動電荷不做功——不改變速度的大小，只改變速度的方向。粒子的速度大小要是改變了，一定是其他力做功造成的。 例：手冊P131/7 生活中的洛侖茲力： 1、極光（aurora）：在晴朗的夜晚，北極地區(qū)和南極地區(qū)的上空會浮現(xiàn)和閃耀絢麗多彩的道道強光，通常黃綠相映，有時還出現(xiàn)紅、藍、紫色，其強度作時慢時快的浮動，這就是極光。極光出現(xiàn)時，景象壯觀，道道極光平行列成長排，好似光彩熠熠的帷幕。極光起因于太空中帶電粒子與地球大氣層中原子和分子的碰撞。極光現(xiàn)象與太陽表面活動有密切聯(lián)系。太陽常發(fā)生大量熾熱氣體的猛烈噴發(fā)（耀斑現(xiàn)象），此時有大量的高能帶電粒子流射入太空，部分進入地球大氣層被吸引到地球磁極附近，隨即出現(xiàn)極光現(xiàn)象。當宇宙中的高能粒子進入地球磁場的區(qū)域時，其中的帶電粒子如果是向下進入地磁場的，則在赤道上，南北方向的地磁場的作用力下正電荷向東，負電荷向西偏，而向東的正電荷，向西的負電荷都向上偏轉(zhuǎn)，離開地球，不會落向地面。要是粒子在南北半球，則地磁場有向上和向下分量，會使粒子向南北極偏轉(zhuǎn)，從而落向南北極。當這些運動電荷與大氣層中的原子、分子碰撞時，會撞出原子和分子中的電子。在游離電子與離子結(jié)合時，便發(fā)出強光。所以地磁場保護了人類聚居區(qū)不受強電磁輻射的危害。是地球除大氣之外的又一保護層。 2、顯象管（picture tube）：能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為光圖像的電子束管。可分為黑白顯像管和彩色顯像管兩大類。顯像管由電子槍、熒光屏和玻璃外殼三部分組成，如圖所示。電子槍位于細圓柱形管頸內(nèi)，它發(fā)射出高速電子束撞擊到熒光屏上。在熒光屏內(nèi)表面涂敷有熒光粉，當電子槍發(fā)射出的高速電子撞擊熒光屏時，屏上的熒光粉便會受激發(fā)光。顯像管結(jié)構(gòu)原理圖顯像管屏幕從正面看近似長方形，顯像管的尺寸是指屏幕對角線的長度。電視機的質(zhì)量指標如圖像的清晰度、灰度、對比度、亮度、色度等最終都要表現(xiàn)在顯像管上，因此，要獲得高質(zhì)量的電視圖像，就必須要有一個高質(zhì)量的顯像管。如果沒有磁場，電子槍射出的高能粒子只能在屏幕正中心打出一個亮點。而我們在頸部加上磁場如左圖所示，請大家判斷一下，當如圖加上電流時，電子如何偏轉(zhuǎn)？若線圈位置與圖中垂直，為上下線圈，則電子又如何偏轉(zhuǎn)。以往所學中有沒有類似的器材（示波器），它的工作原理是什么（在勻強電場中偏轉(zhuǎn)）。兩者的差別是什么？（示波器為電偏轉(zhuǎn)，在電場中做類平拋運動，離開電場后直線前進；電視機為磁偏轉(zhuǎn)，運動類型不可能為平拋，因為粒子所受洛侖茲力是變力，其方向隨速度方向不斷變化。 【課后作業(yè)】 教科書P133/1、4 【課后反思】