第一篇：3.5運動電荷在磁場中受到的力教案

教案

2年 5～6 班

2010年 11 月 10日星期三 課題

運動電荷在磁場中受到的作用力

第56課時

課型

新授課

組長簽字

知識與技能

①知道什么是洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向； ②知道洛倫茲力大小的推導過程；

③會利用本節課學的知識簡單解釋電視顯像管的工作原理。

過程與方法

①通過對安培力微觀本質的猜測，培養學生的聯想和猜測能力； ②通過推導洛倫茲力的公式，培養學生的邏輯推理能力； ③通過演示實驗，培養學生的觀察能力。

情感態度 與價值觀

培養學生的科學思維和研究方法，引導學生觀察、分析、推理能力。

重點

洛倫茲力方向的判斷方法和洛倫茲力大小計算。

難點

洛倫茲力計算公式的推導過程。

教學器材

陰極射線管、蹄形磁鐵、多媒體投影系統.教學方法

講授法、實驗法

教學內容

復習提問

1.什么是安培力？表達式？ 2.如何判斷安培力的方向？

情境設計

磁場對電流有力的作用，而電流又是由電荷的定向移動形成的，我們很自然的會想到：這個力可能是磁場作用在運動電荷上的，那么運動電荷在磁場中會受到力的作用嗎？ 電子射線管實驗：（展示：陰極射線管實物、課件）

陰極射線管介紹：燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運動形成的電子流。電子轟擊到熒光屏上，激發熒光，顯示電子束的運動軌跡。演示：

①在沒有外磁場時，電子束沿直線運動。

②將蹄形磁鐵靠近電子射線管，發現電子束運動軌跡發生了偏轉。結論：磁場對運動電荷的確有作用力。為了紀念荷蘭物理學家、數學家洛侖茲，人們把這磁場對運動電荷的作用力稱為“洛倫茲力”

新課

板書：§3.5運動電荷在磁場中受到的作用力

一．洛侖茲力：磁場對運動電荷的作用力叫做洛侖茲力 二．洛倫茲力的方向

演示：導體中正電荷定向移動時形成的電流所受安培力與電荷所受洛侖茲力的關系 分析：安培力是洛侖茲力的宏觀表現，洛侖茲力是安培力的微觀本質

既然安培力是洛侖茲力的合力，洛侖茲力的方向就與安培力方向相同，而正電荷定向移動的方向與電流方向相同，利用左手定則可以判斷安培力的方向，同樣利用左手定則也可以判斷正電荷所受洛侖茲力的方向。

提出問題：負電荷垂直磁場方向運動時所受的洛侖茲力方向可以用左手定則來判定嗎？ 提示：如果用左手定則，四指方向應與電流方向相同，則四指指向就應與負電荷運動方向相反。

投影出陰極射線，分析用左手定則判斷的結果，再演示實驗加以驗證。結論：帶電粒子垂直磁場運動時洛侖茲力的方向可以用左手定則來判定。（投影）給出f洛、v和B的方向關系。提出問題（還是直接說明）：當v和B不垂直時，f洛與v的B方向關系。

分析，得出結論：f洛垂直于v和B構成的平面，f洛不改變v的大小，f洛不做功。下面我們來研究洛侖茲力的大小 三．洛侖茲力的大小

安培力是洛倫茲力的宏觀表現，兩者方向判定方法相同，大小是否也存在某種聯系？能否通過電流受到的安培力導出運動電荷受到的洛倫茲力的大小呢？ 建立物理模型: 設有一段長為L、橫截面積為S的直導線，單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中.(再循序漸進有條理地推導，這一個過程可放手讓學生完成)求：

（1）電流強度I。

I=Q/t=nvtSq/t=nvSq（2）通電導線所受的安培力。

F=BIL（3）這段導線內的自由電荷數。

N=nSL（4）每個電荷所受的洛倫茲力。

Nf洛=BnvSqL

f洛=qvB 提問：該公式F洛=qvB的適用條件是什么？（v ┻ B）

當v∥B時，F洛=0（類比安培力，B∥L時F安=0）

學生思維發散：當v與B既不垂直，又不平行時，洛倫茲力的大小又如何求？(處理方法類比安培力：將磁感強度或速度分解)四．應用

洛倫茲力是一種非常重要的力，它的應用也非常廣泛．例如在電視機顯像管中就用到了洛倫茲力。

展示圖片說明：電視機熒光屏要顯示出圖象，一定要有電子打到熒光屏各處。顯像管的電子槍能產生大量高速運動的電子，但是這些電子都從同一個槍口射出，應該沿同一個方向運動，那么它是利用什么作用使電子打到熒光屏的各個地方呢？偏轉線圈的磁場。

思考：施加怎樣的磁場才能使電子打到熒光屏最左邊的這點呢？若要打到最右邊的點呢？若要使電子打到熒光屏的位置從最左邊逐漸向最右邊移動呢？像這樣，在電視機屏幕上有光點從左邊移動到右邊，這在電視技術中叫做行掃描。在實際的電視技術中，行掃描的時間是非常短暫的，？ 動畫演示：掃描 五．練習略

小 結

1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是安培力微觀表現。2.洛倫茲力的方向：左手定則

3.洛倫茲力大小：電荷的運動方向與磁場方向垂直，F洛=qvB

電荷的運動方向與磁場方向平行，F洛=0

當v與B既不垂直，又不平行時，F洛=qvBsinθ

授 課 反 思 與 心 得

板 書 設 計

課堂練習

1．如圖-1所示，某一帶電粒子垂直射入一個垂直紙面向外的勻強磁場，并經過P點，試判斷帶電粒子的電性。

2．關于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應強度B及粒子速度v三者之間的關系，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v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 3．在只受洛倫茲力的條件下,關于帶電粒子在勻強磁場中的運動,下列說法中正確的是（）A．只要粒子的速度大小相同，帶電量相同，粒子所受洛倫茲力大小就相同 B．洛倫茲力只改變帶電粒子運動方向

C．洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功

D．只要帶電粒子在磁場中運動，就一定受洛倫茲力作用 4．如圖-2所示，當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管，若不計重力，則（）

A．帶電粒子速度大小改變 B．帶電粒子速度方向改變 C．帶電粒子速度大小不變 D．帶電粒子速度方向不變

5．如圖-3所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關系圖（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（）

第二篇：3.5運動電荷在磁場中受到的力教案

3.5運動電荷在磁場中受到的力

一、教學目標

（一）知識與技能

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、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算.4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.5、了解電視顯像管的工作原理

（二）過程與方法

通過觀察，形成洛倫茲力的概念，同時明確洛倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過思考與討論，推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉。

（三）情感態度與價值觀

進一步學會觀察、分析、推理，培養科學思維和研究方法。認真體會科學研究最基本的思維方法:“推理—假設—實驗驗證”。

二、教學重點與難點

重點：1.利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向.2.掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算.這一節承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運動)，是本章的重點 難點：1.洛倫茲力對帶電粒子不做功.2.洛倫茲力方向的判斷.三、課時安排

1課時

四、教學過程：

新課導入：

展示圖片：美麗的極光

提出問題：極光到底是如何產生的？

［演示實驗］觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉（100頁圖3。5--1）［教師］說明電子射線管的原理：

說明陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運動而形成的電子流，轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡，磁鐵是用來在陰極射線周圍產生磁場的，還應明確磁場的方向。

［實驗結果］在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發現電子束運動軌跡發生了彎曲。學生用左手定則判斷電子束彎曲方向。［學生分析得出結論］磁場對運動電荷有作用.------引出新課

（二）新課講解

1、洛倫茲力的方向和大小（1）、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力.通電導線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現.【說明】可以根據磁場對電流有作用力而對未通電的導線沒有作用力，引導學生提出猜想：磁場對電流作用力的實質是磁場對運動電荷的作用力。

［過渡語］運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，那么洛倫茲力的方向如何判斷呢？ ［問題］如圖

（2）判定安培力方向.（上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上，乙圖安培力方向為垂直電流方向向下）

②.電流方向和電荷運動方向的關系.（電流方向和正電荷運動方向相同，和負電荷運動方向相反）

③.F安的方向和洛倫茲力方向關系.（F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反.）

④.電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關系.（學生分析總結）（2）、洛倫茲力方向的判斷——左手定則

伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向是電荷運動的反方向，那么拇指所指的正方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向.【要使學生明確】：正電荷運動方向應與左手四指指向一致，負電荷運動方向則應與左手四指指向相反(先確定負電荷形成電流的方向，再用左手定則判定)。

［投影出示練習題］----“問題與練習”1（2）試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.［學生解答］

甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上.乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下.丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者.丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里

（3）、洛倫茲力的大小

現在我們來研究一下洛倫茲力的大小.通過“思考與討論”，來推導公式F=qvBsinθ時，應先建立物理模型(教材圖3．5—3)，再循序漸進有條理地推導，這一個過程可放手讓學生完成，體現學習的自主性。

也可以通過下面的命題引導學生一一回答。

設有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，導線每單位體積中含有的自由電荷數為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中.［問題］這段導線中電流I的微觀表達式是多少？讓學生推導后回答。［學生答］I的微觀表達式為I=nqSv

［問題］這段導體所受的安培力為多大？［學生答］F安=BIL ［問題］這段導體中含有多少自由電荷數？ ［學生答］這段導體中含有的電荷數為nLS.［問題］每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？

［學生答］安培力可以看作是作用在每個運動上的洛倫茲力F的合力，這段導體中含有的自由電荷數為nLS,所以

F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB 洛倫茲力的計算公式

（1）當粒子運動方向與磁感應強度垂直時（v┴B）

F = qvB

（2）當粒子運動方向與磁感應強度方向成θ時（v∥B）

F = qvBsinθ

上兩式各量的單位： F為牛（N），q為庫倫（C），v為米/秒（m/s）, B為特斯拉（T）最后，通過“思考與討論”，說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運動的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對運動的帶電粒子總是不做功的。

（三）對本節內容做簡要小結

（四）鞏固新課

（1）復習本節內容

（2）完成“問題與練習” 4、5練習

五、板書設計

一．洛倫茲力

1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力

安培力是洛倫茲力的宏觀表現

2、洛倫茲力的方向：左手定則

F ⊥ v

F ⊥ B

3、洛倫茲力大小： F洛=qVBsinθ

V⊥B

F洛=qVB

V∥B

F洛= 0

4、特點：洛倫茲力只改變力的方向，不改變力的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功

二．電視顯像管的工作原理 1.原理 2.構造

六、教學反思

本節課利用美麗的極光來引入新課，新奇的自然現象極大地吸引了學生的興趣，明顯的實驗現象使學生很容易總結出磁場對運動電荷有力的作用。通過電荷的定向運動形成電流，推導出倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀)，由此可以到處洛倫茲力的大小和方向。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉，這種與生活聯系緊密的物理知識，能激發學生對物理學科的熱愛，培養學生利用所學物理知識解釋生活中的現象，體現從物理走向生活的教學理念。

第三篇：運動電荷在磁場中受到的力教案

§3.5 運動電荷在磁場中受到的力教案

一、教學目標 1.知識與技能

(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)掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。(4)了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷。理解洛倫茲力對電荷不做功。2.過程與方法

通過觀察，形成洛倫茲力的概念，同時明確洛倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀)，洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷。通過思考與討論，推導出洛倫茲力的大小公式F＝qvBsinθ。

3．情感態度與價值觀

引導學生進一步學會觀察、分析、推理，培養學生的科學思維和研究方法。讓學生認真體會科學研究最基本的思維方法：“推理—假設—實驗驗證”。

二、教學重點與難點 重點：1.利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。洛倫茲力大小計算公式的推導和應用。

2．掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。這一節承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的運動)，是本章的重點。難點：1.洛倫茲力對帶電粒子不做功。

2．洛倫茲力方向的判斷。洛倫茲力計算公式的推導。

三、教學用具

電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體。

四、教學方法

講授法、引導法、實驗探究法、分組討論法

五、教學過程

（一）復習回顧

上節課我們學習了磁場對電流的作用力，也就是安培力。如何判定安培力的方向和大小。下面思考兩個問題：

若已知上圖中：B=4.0×10-2 T，導線長L=10 cm，I=1 A。求：通電導線所受的安培力大小？

（二）引入新課

學生思考：電流是怎樣形成的？ 教師講述：通過上節課的學習我們知道了磁場對電流有力的作用，而電流又是由于電荷的定向移動而形成的，由此你們會想到什么？ 學生討論、回答；教師總結：

磁場可能對運動的電荷有力的作用。

學生帶著這個問題，觀察演示實驗——觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉(95頁圖3.5-1)教師說明電子射線管的原理：

陰極射線是燈絲加熱放出電子，電子在加速電場的作用下高速運動而形成的電子流，轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光，可以顯示電子束的運動軌跡，磁鐵是用來在陰極射線周圍產生磁場的，還應明確磁場的方向。學生回答觀察到的實驗現象（教師總結整理）

學生分析討論得出結論：磁場對運動電荷有作用力。（證實之前的猜想）我們就把運動電荷在磁場中受到的作用力叫洛倫茲力。

（三）進行新課

1.洛倫茲力的定義：運動電荷在磁場中受到的作用力。

可以根據磁場對電流有作用力而對未通電的導線沒有作用力，引導學生提出猜想：磁場對電流作用力的實質是磁場對運動電荷的作用力。

[過渡語]運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，那么洛倫茲力的方向如何判斷呢？

[問題]如圖

2.洛倫茲力的方向

①判定安培力方向。(上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上，乙圖安培力方向為垂直電流方向向下)②電流方向和電荷運動方向的關系。(電流方向與正電荷運動方向相同，與負電荷運動方向相反)③F安的方向和洛倫茲力方向的關系。(F安的方向與正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，與負電荷所受的洛倫茲力的方向相反。)④電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關系。(學生分析總結)⑤洛倫茲力方向的判斷——左手定則（拇指與其他四個手指垂直，且都與掌心在同一平面內）

磁感線——垂直穿入手心

四 指——①指向正電荷的運動方向

②指向負電荷運動的反向 大拇指——所受洛倫茲力的方向 強調：正電荷運動方向應與左手四指指向一致，負電荷運動方向則應與左手四指指向相反(先確定負電荷形成電流的方向，再用左手定則判定)。最后學生回答，教師總結得出F⊥v，F⊥B，F⊥ v、B所在的平面。B與v可以垂直，可以不垂直。3.洛倫茲力的大小

磁場對通電導線能產生安培力的作用，當磁場方向與電流方向垂直時F安=BIL，而電流就是電荷的定向移動形成的，那么思考與討論： ①磁場對運動電荷所產生的洛倫茲力與安培力有什么關系？ ②某個電荷受到洛倫茲力的大小與什么因素有關？

帶著問題，學生自學課本96頁【思考與討論】小組討論探究洛倫茲力的表達式。教師適時進行引導：

[問題1]這段導線中電流I的微觀表達式是怎樣的？讓學生推導后回答。[問題2]這段導體所受的安培力為多大？[學生答]F安＝BIL [問題3]這段導體中含有多少自由電荷數？

[問題4]每個自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大？

[問題5]當運動電荷的速度v方向與磁感應強度B的方向不垂直時，設夾角為θ，則電荷所受的洛倫茲力大小為多大？

討論結束，讓學生回答，老師板書洛倫茲力的計算公式： ①當粒子運動方向與磁感應強度垂直時(v⊥B)F洛＝qvB ②當粒子運動方向與磁感應強度平行時（v∥B）F洛=0 ③當粒子運動方向與磁感應強度方向成θ時 F洛＝qvBsinθ F為牛(N)，q為庫倫(C)，v為米/秒(m/s)，B為特斯拉(T)最后，通過“思考與討論”，說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運動的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的，所以它對運動的帶電粒子是不做功的。解決之前兩個問題：①磁場對運動電荷所產生的洛倫茲力與安培力有什么關系？

通電導線在磁場中所受的安培力就是洛倫茲力的宏觀表現。②某個電荷受到洛倫茲力的大小與什么因素有關？

某個電荷洛倫茲力的大小與電荷運動速度及磁場有關。

（四）課堂小結

1.洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力

安培力是洛倫茲力的宏觀表現 2.洛倫茲力方向的判斷：左手定則

F洛⊥V，F洛⊥B，F洛⊥ V、B所在的平面

3.洛倫茲力的大小：F洛=qvB v與B成θ時，F洛=qvBsinθ

（五）課堂練習

1、試判斷下列運動的帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的方向：

2、帶電量為＋q的粒子，在勻強磁場中運動，下面說法正確的是（）

A、只要速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同

B、如果把＋q改為－q，且速度反向大小不變，則所受的洛倫茲力大小、方向均不變

C、只要帶電粒子在磁場中運動，就一定受洛倫茲力作用

D、帶電粒子受洛倫茲力小，則該磁場的磁感應強度小

3、下列說法中正確的是()A、電荷處于磁場中一定受洛倫茲力 B、運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力 C、洛倫茲力對運動電荷一定不做功 D、洛倫茲力不改變運動電荷的速度

4.在圖所示的平行板器件中，電場 強度E和磁感應強度B相互垂直。具有某一水平速度V的帶電粒子，將沿 著圖中所示的虛線穿過兩板間的空間而不發生偏轉，具有其他速度的帶電粒子將發生偏轉。這種器件能把具有上述速度V的帶電粒子選擇出來，所以叫速度選擇器。如果已知粒子A（重力不計）的質量為m、帶電量為+q，兩極板間距為d，磁場的磁感應強度為B。試證明帶電粒子具有速度 時，才能沿著圖示的虛線路徑通過。

六、課后作業

課本“問題與練習”3、4、5題。

駱雅杰 2015/1/6

第四篇：運動電荷在磁場中受到的力——說課稿

《運動電荷在磁場中受到的力》說課稿

一.說教材分析

1.物理學體系中本章是經典電磁學理論的基本內容，而本節課是安培力的延續，又是后面學習帶電體在磁場中運動的基礎，反應磁場和運動電荷的相互作用，是學生后面了解現代科技回旋加速器，質譜儀，磁流體發電機等的基礎，還是力、電、磁綜合問題分析中重要的一部分。從新課程改革以來，幾乎每年高考都有涉及洛侖茲力的計算大題，由此，足以說明其重要性。

2.教材結構：分三部分首先通過觀察演示實驗，討論洛倫茲力的方向，這一部分是學生的一個實驗探究活動。然后將安培力看作是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現，通過安培力公式導出洛倫茲力的公式，這一部分是學生的一個理論探究活動。最后，研究帶電粒子在磁場中的運動，這一部分是學生的一個理論分析和實驗驗證的探究活動。

教材的這種安排，符合了新課程標準，起到了承上啟下的作用，使物理學習能連續進行；符合學生的發展的要求；體現了教材重視課堂教學中的師生互動，學生自覺參與活動和學生合作探究的新課程教學理念。

二.說學情分析

1.知識與能力基礎

學生已具備力學、電磁學相關知識，學習完磁場對通電導線作用即安培力。并且也熟悉一直以來物理學的“提出問題—猜想假設—實驗驗證”的科學探究方法。而且高二的學生已經有了一定的觀察、分析、推理能力及空間想象能力，是學習洛侖茲力的能力基礎

2.思維障礙

對微觀粒子具體運動形態模糊不清，容易導致洛倫茲力大小學習過程產生困難。

三.說教學目標：

知識與技能：

1.通過實驗，認識洛倫茲力，理解洛倫茲力跟安培力之間的關系。會判斷洛倫茲力的方向。

2.了解洛侖茲力公式的推導，會計算洛倫茲力的大小。

3.會運用洛倫茲力對運動電荷不做功分析帶電粒子垂直進入磁場中做勻速圓周運動，并能推導其半徑和周期。

過程與方法：

1.觀看“神奇的極光”幻燈片，復習安培力，從微觀的角度分析猜想磁場對運動的電荷有洛侖茲力的作用。分析討論形成洛倫茲力的概念。

2.通過觀察陰極射線管中電子束在磁場中的偏轉實驗探究洛倫茲力的方向，總結歸納出左手定則，體驗研究物理學的實驗方法。

3.利用多媒體課件對比安培力和洛倫茲力，建立電流的微觀模型，導出洛倫茲力公式，認識科學探究方法的多樣性。

4.分析論證、實驗驗證，探究微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律。提高學生的分析探究能力。

情感態度與價值觀：

1.由實驗觀察得知洛倫茲力的存在及洛倫茲力方向判定，培養實事求是的科學態度。

2.由建立模型推導得出洛倫茲力大小的公式，養成嚴密推理的科學作風。

3.由推理分析、實驗驗證微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律，提高學生的分析探究能力，樹立科學思想。

教學目標依據：依據高中物理新課程標準。

重點、難點分析：

1．重點：⑴、安培力是洛倫茲力的宏觀表現；

⑵、根據F洛、V、B三者的方向關系，會判斷洛倫茲力方向；

⑶、會計算洛倫茲力大小。

重點依據：掌握了以上兩點，才能全面深刻地認識洛倫茲力，是后面了解現代科技回旋加速器，質譜儀，磁流體發電機等的基礎，是力、電、磁綜合問題學習的基礎。

2．難點：⑴、洛倫茲力公式的推導；

⑵、微觀帶電粒子垂直射入磁場中做勻速圓周運動及其規律。

難點依據：洛倫茲力探究學習過程中，學生從宏觀到微觀是難點，運用已有知識推理分析問題其能力要求較高。

四.說教法、學法

在教學中以實驗探究方法為主，輔之講授法、演示法、討論法等多種教學方法，教學中注重啟發學生的思維，培養學生間協作精神，加強師生間的雙向活動。

五.說教學過程

探究一：洛侖茲力

1、新課引入（提出問題--猜想假設--實驗觀察）

推理：觀賞了美麗、神奇的極光照片，從英國科學雜志《自然》2002粘4月11日刊登論文講述了地磁場日益嚴重的弱化，導致一些人造衛星出現電子故障，引起科學界對這個問題的普遍關注。在領略奇妙物理現象的同時，引發對環境思考，體會地球的和諧與脆弱，激發保護環境意識。情景史料引入，引人入勝。

實驗探究一：提出問題—猜想假設—實驗驗證

①當一段直導線垂直放置在磁場中時不受安培力的作用，當直導線垂直與磁場方向并且通上電流以后有最大安培力的作用，電流在磁場中受到安培力作用。

②電流是怎樣形成？

③磁場對這些運動著的電荷是否也有作用力？

學生猜想：磁場對運動電荷有（無）作用力 驗證：演示實驗—射線管（激起求知欲好奇心）

現象：在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進的，若把射線管放在磁鐵的磁場中，電子束運動的徑跡發生了彎曲。

說明：運動電荷受到磁場的作用力-------洛倫茲力。介紹陰極射線管：

從陰極發射出來的電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使其加速，形成電子束，轟擊到真空管中的惰性氣體，使惰性氣體發光，可以顯示電子束的運動軌跡。

（1）實驗現象：在沒有外加磁場時，電子束沿直線運動；如果把射線管放在蹄形磁體的兩極間，熒光屏上顯示的電子束運動的徑跡發生了彎曲。通過演示實驗“陰極射線在磁場中的偏轉”讓學生確信洛倫茲力的存在，發現洛倫茲力的方向與磁場方向和電荷的運動方向都有關系，推斷洛倫茲力的方向可以依照左手定則來判斷。

實驗結論：運動電荷確實受到了磁場力的作用。

（板書）：

一、洛倫茲力——物理上把磁場對運動電荷的作用力叫做洛倫茲力。概念的強調有助于學生形成嚴謹 的科學態度

荷蘭物理學家，他是電子論的創始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻（塞曼效應）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學獎。被愛因斯坦稱為“我們時代最偉大，最高尚的人”。

探究二：洛侖茲力方向（提出問題--猜想假設--實驗驗證—總結練習）

提出問題：我們回顧一下電流形成和電流方向的規定；安培力方向的判定方法：左手定則。根據上面實驗的一束電子流在磁場中的偏轉情況，洛倫茲力又是安培力的微觀表示，你能否分析得到一個判斷洛侖茲力方向的方法呢？ 猜想假設：磁場對電流的作用力實質上就是磁場對運動電荷作用力。也就是說洛倫茲力可能與電荷的運動方向、磁場方向有關。安培力的方向用左手定則來判斷，洛倫茲力是否也可以采用同樣方法。

實驗驗證：觀察陰極射線的電子流在磁場中的運動，先判斷電流的方向，用左手定則判斷安培力的方向，推斷得到電子的受力方向。由學生交流自己的判斷方法。總結練習：今天同學們共同研究得出洛侖茲力方向使用左手可以判定，總結剛才左手判斷的方法，就是左手定則，練習教材課后題。

通過練習提醒學生注意：電荷所受的洛倫茲力既垂直于磁場方向，又垂直于電荷運動方向。即垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面。若不垂直怎樣，設疑引思考。

探究三：洛侖茲力大小（建立模型—小組討論—得出結論）建立模型：以上的我們討論了洛侖茲力的方向跟磁場方向和運動電荷的速度方向有關。那么洛侖茲力的大小與那些因素有關呢？

小組討論：安培力是洛侖茲力的宏觀表現，要確定洛侖茲力大小，首先要從微觀角度上分析確定電流強度大小。

根據以前學習的知識，同學們回憶一下：在t秒內有多少個電荷通過導體某一截面？電流強度的微觀表達式是什么？

電流微觀表達式：I=nqvs(n:單位體積自由電荷數；q:每個自由電荷電荷量；v:電荷定向移動平均速率；s:導體橫截面積。)載流導線所受安培力：F=BIL（B與I垂直）

F=(nqvs)BL=(nLs)qvB(nLs為這段導線含有的運動電荷數)得F洛=qvB(電荷q所受的洛倫茲力)得出結論：F洛=qvB（B⊥V時）F洛=0（B∥V時）

探究四：研究帶電粒子在磁場中運動(引導學生用理論解決實際問題，培養實踐能力。)電視顯像管的工作原理

思考與討論：

1.如何使電子束打在熒光屏A點和B點？

2.再由B逐漸向A點移動，磁場該怎樣變化？（拓展思路）

研究性學習：

1、今天我們學習了帶電粒子的運動方向垂直于磁場方向的情形，請同學們自己研究學習（1）B∥V，（2）B⊥V，（3）B與V成θ角，三種情形中洛侖茲力和帶電粒子的運動規律。

2、在許多科學儀器和工業設備，例如質譜儀，粒子加速器，電子顯微鏡，磁鏡裝置，霍耳器件中，洛倫茲力都有廣泛應用。

3、既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力對運動電荷不作功，何以安培力能對載

流導線做功呢？實際上洛倫茲力起了傳遞能量的作用，它的一部分阻礙電荷運動作負功，另一部分構成安培力對載流導線作正功，結果仍是由維持電流的電源提供了能量。

作業、（1）閱讀教材信息瀏覽“地磁與極光”。

（2）并把P124 1—4做到作業本上。

六.說板書設計

3.5 磁場對運動電荷的作用力

一、洛倫茲力

定義：運動電荷在磁場中受到的力

二、洛倫茲力的方向

1.判定--左手定則

2.特點：B和V方向不一定垂直，F洛必垂直于B、V確定的平面。

三、洛倫茲力的大小

F洛=qvB（B⊥V時）

F洛=0（B∥V時）

F洛=qvBsinθ

（B與V有夾角θ）

四、洛倫茲力的應用

七.說教學效果

由于這節課有實驗、課件等增加了課堂的容量。在教學方法上采用了“引導--探究--總結”的的教學方法，學生的學習積極性很高，能主動的融入到課堂中，順利的完成了教學任務。

第五篇：電荷在磁場中受到的力教案（本站推薦）

“磁場對運動電荷的作用”教學案例

一、案例背景

洛倫茲力與重力、彈力及摩擦力相比是比較抽象的，理解上也有一定的難度。直接指出該力的產生原因再進行推導，最后由實驗驗證也完全可以。然而考慮到該力的抽象性，從已知的安培力產生的本質原因入手，來解決這個問題會使學生更容易接受洛倫茲力大小計算式（f=qvB）的推導體現了物理與數學兩門學科密切的關系，善于利用數學工具解決物理問題是學好物理必不可少的前提條件之一。

二、教學設計

（一）教學目標

（1）知識與技能目標：能熟練用左手定則判斷安培力的方向及知道洛倫茲力大小計算，并能夠簡單了解其在電子技術中的應用。

（2）過程與方法：通過實驗演示、動畫模擬，培養學生觀察、分析、解決問題的能力。（3）情感與價值觀：以學習小組（動車組）為單位相互間進行討論交流、親身體驗的探究過程中增強交流和團體合作精神并在得出結論時獲得成就感，使其由“要我學習”向“我要學習”轉變。

（二）內容分析

“磁場對運動電荷的作用”是人教版高中《物理》第二冊（必加選）第15章“磁場”第四節的內容。它是在學完磁感應強度、安培力等知識的基礎上，進一步研究通電導線在磁場中受安培力作用的原因，因此教材安排本課在安培力一節之后，深化學生對安培力進行本質上的理解，為以后電子技術的學習和應用打下良好的基礎。

（三）學生分析

由于學生初次涉及磁場對運動電荷的作用，而且學生是在學完磁感應強度、安培力等知識的基礎上，進一步研究通電導線在磁場中受安培力作用的原因，因此在處理本課的內容時，通過實驗現象的觀察，引導學生推理—猜想—理論推導（實驗驗證）的自主探究教學模式，同時結合多媒體課件，幫助學生理解。

（四）教學過程設計

1、復習提問，舊知再現

（1）電流的微觀表達式是什么？

（2）安培里的公式及其應用條件是什么？（3）左手定則內容是什么？

本節課需要用左手定則判斷洛倫茲力的方向，課前必須強調并規范手的姿勢，這樣細節有利于培養學生嚴謹的科學品質及良好的學習習慣；復習電流微觀表達式和安培力公式為洛倫茲力的理論推導作只是準備與鋪墊。

2、引入新課

（1）錄像情境：觀看地磁場偏轉太陽粒子的動畫模擬（截自《宇宙與人》科教片），生 1 動的場景和天文知識極大激發學生的興趣和求知欲望：地磁場為什么能夠使太陽粒子發生偏轉呢？

（2）實驗情境：

a、實驗裝置介紹：電子射線管的構造，真空玻璃管的兩極在高電壓的作用下，會從陰極發射出來電子束，轟擊到長條形的熒光屏激發出熒光，可以顯示電子束運動徑跡；電子感應圈可以將交流低電壓轉換成直流高電壓。

b、實驗過程：聯好裝置電路，接通電源觀察實驗現象（看到一條綠色的亮線），再慢慢將蹄形磁鐵靠近電子束，如圖所示，提醒學生注意觀察有什么現象發生，這個現象又能說明什么問題？

結論：磁場對運動電荷有力的作用——引出新課

3、新課教學

（一）洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力.通電導線在磁場中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現.［過渡語］運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，那么洛倫茲力的方向如何判斷呢？ ［問題］如圖

（1）判定安培力方向.（2）電流方向和電荷運動方向的關系.（3）F安的方向和洛倫茲力方向關系.（4）電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關系.［學生答］

（1）上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上，乙圖安培力方向為垂直電流方向向下.（2）電流方向和正電荷運動方向相同，和負電荷運動方向相反.（3）F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同，和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反.（4）按學習小組（動車組）分析總結.（二）洛倫茲力方向的判斷——左手定則

伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；若四指指向是電荷運動的反方向，那么拇指所指的正方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向.［出示練習題］及時鞏固

試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.2 ［問題］讓同學們討論一下帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力對帶電粒子是否做功？說明理由.［教師引導學生分析得］

洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向，因此，洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對電荷不做功.（三）洛倫茲力的大小（大膽猜想，理論驗證）

力作為矢量，我們研究了方向，那么它的大小可能與哪些因素有關呢？能否用我們學過的知識加以驗證？按學習小組（動車組）為單位相互間進行充分的討論與交流，猜想可能的影響因素：f、B、V,設計模型，并推導證明：f=qvB,由學生在黑板上進行板演，親身體驗并獲得成就感，進一步體會：“推理—猜想假設—設計模型—推導證明（實驗驗證）—得出規律結論”

進一步引導：洛倫茲力的表達式是否也有一定適用范圍呢？學生討論，教師總結：洛倫茲力的表達式是在安培力的公式的基礎上推導得出，但它是一個普遍使用的式子，只要電荷運動方向和磁場方向垂直，在任何磁場中都適用。

典型練習：

一電荷Q在某一勻強磁場中沿垂直于磁場方向的圓周運動，判斷下面幾種說法是否正確，并說明理由.A.只要速度的大小相同，所受的洛倫茲力就相同

B.如果速度不變，把電荷Q改為-Q，洛倫茲力的方向將反向，但大小不變 C.如果速度不變，把B反向，洛倫茲力的方向將反向，但大小不變 教師分析：

A不正確.如果速度的方向變了，所受洛倫茲力的方向也會變.B正確.速度不變，即速度的大小和方向都不變，根據f=qvB可知洛倫茲力的大小不變；因為-Q受力方向和+Q受力方向相反，可見洛倫茲力的方向將反向.C正確.由于速度不變，故F的大小不變；根據左手定則可知，當B反向時，洛倫茲力的方向將反向.4、小結

本節課我們主要學習了：

（1）洛倫茲力的定義即磁場對運動電荷的作用.（2）用左手定則判斷洛倫茲力的方向.（3）在安培力的基礎上推導洛倫茲力的計算公式.（4）洛倫茲力對運動電荷不做功.三、教學反思

從教學實踐來看較為成功，從導入新課開始就將學生的興趣激發出來，通過陰極射線在磁場中偏轉演示實驗使學生對洛倫茲力有深刻認識，也很容易掌握左手定則。通過多媒體用課件模擬導體內部電子受力及運動情況，使學生感知導體內部微觀情況，很容易理解安培力是洛倫茲力的宏觀表現，以及其微觀表達式的推導。但由于內容較多，課堂時間顯得很緊，如果不順暢可能就玩不成所設計內容。