人教版 (2019)選擇性必修 第二冊2 磁場對運動電荷的作用力評優(yōu)課ppt課件

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第一章　安培力與洛倫茲力第2節(jié)　磁場對運動電荷的作用力教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念：知道什么是洛倫茲力，會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向科學思維：探究洛倫茲力大小的推理過程科學探究：經歷理論推導洛倫茲力大小的過程，啟發(fā)學生主動思考，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和探究能力。科學態(tài)度與責任：引導學生進一步學會觀察、分析、推理，培養(yǎng)學生的科學思維和研究方法。教學重難點教學重點：探究得出洛倫茲力的方向和大小的過程教學難點：洛倫茲力方向、大小的得出教學過程【新課引入】思考：1、電流是如何形成的？     2、導體中運動電荷會受磁場力的作用嗎？師：磁場對通電導線有作用力，而帶電粒子的定向運動形成電流，那么，磁場對運動電荷有作用力嗎？師：演示磁場對運動電荷的作用力，實驗觀察陰極射線管接高壓電源時，陰極會發(fā)射電子電子通過狹縫后形成一個扁平的電子束電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡通過演示實驗，觀察實驗現象：陰極射線管中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉板書：磁場對運動電荷的作用力【新知探究】一．洛侖茲力的方向1.定義：磁場對運動電荷的作用力板書：運動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛侖茲力。      方向：由左手定則判斷運動的電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向，與運動方向與磁感應強度方向都垂直。洛侖茲力的方向可以用左手定則判定，伸開左手，讓拇指與其任四指垂直，并且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中受到的洛侖茲力的方向；練：試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運動方向。3、特點：1、洛侖茲力的大小和方向都與帶電粒子運動狀態(tài)有關2、洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛侖茲力對運動電荷不做功 二．洛侖茲力的大小思考與討論安培力是導體中所有運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現安培力大小等于各個自由電荷所受洛倫茲力的合力師：導線中的電流方向與磁場方向垂直時，安培力大小為F=BIL。在這種情況下，導線中電荷定向移動的方向也與磁場方向垂直。既然安培力是洛侖茲力的宏觀體現，那么我們是否可以由安培力的表達式推導出洛侖茲力表達式呢？思考與討論如何由安培力的表達式推導出洛侖茲力表達式？建議你沿以下邏輯線索思考。      設靜止導線中定向運動的帶電粒子的速度都是v，單位體積內的粒子數為n。算出圖一段導線中的粒子數，這就是在時間t內通過橫截面S的粒子數。粒子的電荷量記為q，由此可以算出q與I的關系。      寫出這段長為vt的導體受的安培力F安。      求出每個粒子受到的力，它等于F洛。這時，許多中間量，如S、v、t等都不應出現。推導時仍然可以認為做定向運動的電荷為正電荷，所以結果具有普遍性。導線中的電流    I=nqsv所受到的安培力  FA=BIL=BnqsvL運動電荷的總數  N=nsL單個運動電荷所受到的作用力 F洛=FA/nsL 即F洛 =qvB電荷量為q的粒子以速度v運動時，如果速度方向與磁感應強度方向垂直，（圖1.2-4），那么粒子受到的洛侖茲力為（圖1.2-4）F=qvB式中力F、磁感應強度B、電荷量q、速度v的單位分別為牛頓（N）、特斯拉（T）、庫侖（C）、米每秒（m/s）仿照第一節(jié)對安培力的討論可以知道，在一般情況下，當電荷運動方向與磁感應強度方向夾角為θ時（圖1.2-5），電荷受的洛侖茲力為F=qvBsinθ總結：1）當v//B時：F洛=02）當 v⊥B時：F洛=qvB3）當v既不∥，又不⊥于B時：F洛=qvBsinθ安培力與洛倫茲力的關系：安培力是洛倫茲力的宏觀體現洛倫茲力是安培力的微觀表現三、電子束的磁偏轉洛倫茲力的方向與粒子的運動速度方向垂直，當粒子 在磁場中運動時，因受到洛倫茲力的作用，就會發(fā)生偏 轉。顯像管電視機中就應用了電子束磁偏轉的 原理。 顯像管中有一個電子槍，工作時它能發(fā)射高速電子。 撞擊熒光屏，就能發(fā)光?？墒?，很細的一束電子打在熒光 屏上只能使一個點發(fā)光，要使整個熒光屏發(fā)光，就要靠磁 場來使電子束偏轉了在偏轉區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉磁場，其方向、強弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點就像圖 1.2-8 那樣不斷移動，這在顯示技術中叫作掃描（scanning）。電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫作一場，電視機中的顯像管每秒要進行 50 場掃描，所以我們感到整個熒光屏都在發(fā)光。洛倫茲力在實際中的應用置于勻強磁場中射線分裂成a、b、c三束，請分析三束射線的電性。   生活實例：地磁場和太陽風地球周圍空間有地磁場，兩極強，中間弱從太陽或其他星體上，時刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用生活實例：地磁場和極光【課堂小結】【隨堂演練】1、 試判斷下列各圖帶電粒子所受洛侖茲力的方向、或磁場的方向、或粒子運動方向(q,v,B兩兩垂直)2、電子以初速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中,則    (          )A.磁場對電子的作用力始終不變.       B.磁場對電子的作用力始終不做功C.電子的速度始終不變.               D. 電子的動能始終不變3、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。教學反思學生對宏觀與微觀聯系的理解比較困難，學生邏輯思維能力和空間想象能力相對較差，為攻克這一難點，我利用多媒體輔助來解決。