3.5《探究洛伦兹力》教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“研究洛伦兹力教案”。
探究洛伦兹力
★教学目标
（一）知识与技能
1、通过实验，认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。
2、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
3、了解速度选择器。
（二）过程与方法
通过观察电子束在磁场中的偏转研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。对比安培力与洛伦兹力，从理论上到处洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。
（三）情感、态度与价值观
由实验观察得知洛伦兹力的存在，培养实事求是的科学态度。由理论推导得出洛伦兹力大小的公式，养成严密推理的科学作风。
★教学重点
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。
★教学难点
1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判断。
★教学过程
（一）引入新课 教师：（复习提问）前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：（1）如图，判定安培力的方向
解答如下：
若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：导线所受的安培力大小？ 学生解答：
F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 答：导线受的安培力大小为4×10-3 N。（2）电流是如何形成的？
学生：电荷的定向移动形成电流。
教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？
学生：这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1
教师：说明电子射线管的原理：
从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。
学生：观察实验现象。
实验结果：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将条形磁体靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。
（二）进行新课
1、洛伦兹力的方向
教师讲述：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。
我们用安培定则判断安培力的方向，因此可以用安培定则判断洛伦兹力的方向。（投影）
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
［投影片出示练习题］
（1）试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
甲
乙
丙
丁
教师引导学生分析得：
洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。
2、洛伦兹力的大小 教师：现在我们来研究洛伦兹力的大小。
如图，以一根长为L，横截面积为S、通过的电流为I的导线为研究对象，请你完成如下问题：
（1）设导线中单位体积内所含的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷定向移动的平均速率为v，如何计算通过导线的电流I？
（2）设直线导线处在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流与磁场方向垂直，如何求出该段电流受到的安培力F？
（3）如何计算该段导线中总的自由电荷数N？（4）若把安培力F看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力f的矢量和，能求出f吗？
F洛F安nLSBILnqvSLBqvB nLSnLS教师：当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为多大？
F洛qvBsin
教师指出：上式中各量单位：F洛为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）投影片出示课本例题并引导得出速度选择器原理。
【练习】质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中，恰好做匀速直线运动．求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性．
3、课堂小结
（1）洛伦兹力：磁场对运动电荷的力。（2）洛伦兹力方向判断方法： 左手定则
（3）洛伦兹力一定与速度方向垂直，所以洛伦兹力一定不做功。（4）洛伦兹力的大小：f=qvB（5）速度选择器：v=E/B
4、反馈练习
【例1】
如图16－51所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子
（）A．一定带正电
B．一定带负电 C．一定不带电
D．可能带正电或负电，也可能不带电
【例2】带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同。B．如果把＋q改为－q，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变。
C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用。D．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小。
【例3】如图16－52所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域，则 [
]
A．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转 C．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转 D．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动
