物理教案磁场对运动电荷的作用
《磁场对运动电荷的作用力》示范教案
高中物理教学教案课题 3.5磁场对运动电荷的作用力新授课教学目标（一）知识与技能1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。
3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
4、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。
5、了解电视机显像管的工作原理。
（二）过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”教学重点、难点教学重点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。
教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法教学手段电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片教学活动（一）引入新课（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？（2）电流是如何形成的？电荷的定向移动形成电流。
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？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。
实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。
（二）进行新课1、洛伦兹力的方向和大小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。
方向（左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一学生活动学生：观察实验现象个平面内，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。
四、磁场对运动电荷的作用-人教版选修1-1教案
四、磁场对运动电荷的作用-人教版选修1-1教案一、磁场的基本概念磁场是由带电粒子运动产生的一种物理场。
如果把电荷看作是一个个微小的电流元，那么，这些电流元产生的磁场就是磁场的直接来源。
二、磁场对电荷的作用在磁场中运动的电荷，将会受到一系列的力的作用。
这些力包括：1. 磁场力磁场力是指在磁场中运动的电荷所受到的力，它的大小和方向由洛伦兹力定律决定。
当电荷在磁场中运动时，它所带的电荷量q会受到磁场B的作用，从而受到一个垂直于磁场B和运动方向v的力F，F=qv×B。
需要注意的是，磁场力的大小和方向都与电荷的速度和运动方向有关。
2. 离心力离心力是指在磁场中运动的电荷所受到的离心力，它是由洛伦兹力导致的。
当电荷运动的轨迹处于磁场中的垂直方向时，其运动方向与磁场方向呈90度，此时洛伦兹力就只产生垂直于速度和磁场的方向上的力，从而将电荷的运动轨迹改变，使其偏离原来的运动轨迹，这个力就是离心力。
3. 感应电动势和涡流当导体在磁场中运动时，它有可能产生感应电动势和涡流。
感应电动势是指磁场磁通量的变化所引起的电动势，而涡流则是由感应电动势引起的电流。
三、磁场的应用磁场是一种非常有用的物理现象，它在生活、工作和科研中都有广泛的应用。
1. 电动机电动机是磁场应用的一个重要领域，它利用磁场力使电荷产生旋转运动，从而驱动机械运动。
2. 电磁铁电磁铁是一种应用于磁场的设备，它的原理是利用电流产生磁场，从而吸附铁质物体或者产生力的作用。
3. 磁共振成像磁共振成像是一种利用磁场获得人体内部结构影像的技术，它在医学领域中有着广泛应用。
4. 感应加热感应加热是一种利用电磁感应产生的涡流焦耳热使材料发热的方法，它在工业生产中有着重要的应用。
四、本节课的关键知识点•磁场力是指在磁场中运动的电荷所受到的力，它的大小和方向由洛伦兹力定律决定。
•离心力是指在磁场中运动的电荷所受到的离心力，它是由洛伦兹力导致的。
•磁场的应用包括电动机、电磁铁、磁共振成像、感应加热等。
全国优质课大赛一等奖高中物理新课标教材选修三《磁场对运动电荷的作用力》教学设计+教学反思
问题引领，自主导学——《磁场对运动电荷的作用力》教学设计摘要：近年来，为了提高课堂效率，培养学生提出问题、解决问题、自主学习、合作学习能力，以问题为引领的自主导学模式悄然兴起。
教师通过课堂问题引领学生积极思考，让学生在自主学习、合作交流中加深对知识的理解、应用，并主动建构。
关键词：问题引领、自主导学、合作交流一、教学设计思路教材分析：本节课是人教版选修3-1第三章第5节《磁场对运动电荷的作用》的内容。
涉及到的知识点有“洛伦兹力的方向和大小”、“电视显像管的工作原理”。
在前一节学生学习了磁场对通电导线的作用——安培力，会用左手定则判断安培力的方向并计算大小，这为本节课进一步研究磁现象的电本质——洛伦兹力打下了基础。
对洛伦兹力的方向和大小的探究过程能很好的培养学生的合作交流能力，让学生体验科学探究的一般过程，是本节课的重点。
另一方面，由于时代在进步，电视机向薄发展，所以电视机显像管原理可以简单带过或用其他实例替代。
教学思路：为激发学生学习兴趣，本节课以自然现象（极光）为切入口引入新课，结合实验探究，采用问题引领，启发学生对洛伦兹力的方向和大小进行探究。
让学生在科学探究体验过程中，合作学习、深入讨论、总结提升。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道磁场对电流作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。
（2）知道洛仑兹力的方向由左手定则判定，并会熟练地应用。
（3）能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力表达式f=qvB，并能够进行简单计算。
2．过程与方法（1）通过实验探究让学生总结洛伦兹力的方向的判断方法；（2）通过理论探究让学生总结洛伦兹力的大小的计算方法。
3．情感、态度与价值观（1）提高学生透过现象认清本质的认知能力；（2）培养学生主动探索、善于分析的科学态度。
三、教学重难点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。
六、板书设计3.5磁场对运动电荷的作用微观宏观七、课后作业1．上网查阅资料：极光的形成2．课第2、3、4题教学反思有幸上了一节《磁场对运动电荷的作用》，在设计教学流程、改进实验装置、思考问题导学的学案、课堂教学、课后观摩及专家点评过程中学习到不少新的理念、新的知识。
物理教案-磁场对运动电荷的作用
物理教案－磁场对运动电荷的作用一、教学目标•了解磁场对运动电荷的作用•掌握磁场对电荷的力的方向和大小计算方法•学会应用右手定则和左手定则解决实际问题二、教学重点•磁场对运动电荷的力的方向和大小计算•右手定则和左手定则的应用三、教学内容3.1 磁场的特点磁场是由磁体或电流产生的，它具有磁力线、磁感应强度等特点。
在磁场中，运动电荷会受到力的作用。
3.2 磁场对运动电荷的作用在磁场中，运动电荷会受到力的作用，力的方向为垂直于磁感应强度和电流方向的方向。
力的大小和电荷的电量、电流的大小、磁感应强度等因素有关。
3.3 理解力的方向根据右手定则和左手定则，可以确定力的方向： - 右手定则：将右手的拇指、食指和中指分别放置在电流方向、磁感应强度方向和力的方向上。
当拇指方向与食指方向垂直时，中指的方向就是力的方向。
- 左手定则：将左手的拇指、食指和中指分别放置在电流方向、磁感应强度方向和力的方向上。
当拇指方向与食指方向垂直时，中指的方向就是力的方向。
3.4 计算力的大小根据洛伦兹力公式，可以计算力的大小：F = q * v * B * sinθ 其中，F为力的大小，q为电荷的电量，v为电荷的速度，B为磁感应强度，θ为速度与磁感应强度的夹角。
四、教学步骤4.1 导入通过提问与学生互动，引发学生对磁场对运动电荷的作用的思考。
4.2 知识讲解讲解磁场对运动电荷的作用的基本概念、力的方向和大小计算方法。
4.3 示例演示通过示例演示，让学生进一步理解磁场对运动电荷的作用。
4.4 练习与讨论通过练习题与学生进行互动，加深对磁场对运动电荷的作用的理解。
4.5 总结总结磁场对运动电荷的作用的要点，并引导学生运用右手定则和左手定则解决实际问题。
4.6 拓展与应用引导学生将所学的知识应用到生活实际中，如磁感应强度的应用、电磁感应的原理等。
五、教学评价通过课堂练习和讨论，检查学生对磁场对运动电荷的作用的理解程度。
可以采用小组合作评价、个人练习评价等方式。
磁场对运动电荷的作用
方法：作已知半径的圆，使其与两速度 方向线相切，圆心到两切点的距离即是 半径．
(2)确定轨迹所对应的圆心角，求运动时间．
先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边 形内角和等于3600（或2π）计算出圆心角θ 的大小，再由公式t=θT/3600（或θT/2π） 可求出运动时间
B、已知轨迹上的两点及其中一点 的速度方向
方法：过已知速度方向的点作速度 方向的垂线，得到一个半径方向； 作两已知点连线的中垂线，得到另 一半径方向，两条方向线的交点即 为圆心．
C、已知轨迹上的一点及其速度方向 和另外一条速度方向线
方法：过已知点作其速度的垂线，得到 一半径方向；作两速度方向线所成角的 平分线，一半径所在的直线，两者交点 即是圆心．
以垂直纸面向里的匀强磁场，粒子仍以
V0入射，恰从C关于中线的对称点D射出， 如图所示，则粒子从D点射出的速度为多 少?
·D
V0
W1=W2。VD= 2V02 - V2
·C
【例2】如图所示,竖直两平行板P、Q,长为L, 两板间电压为U,垂直纸面的匀强磁场的磁感 应强度为B,今有带电量为Q,质量为m的带正电 的油滴,从某高度处由静止落下,从两板正中 央进入两板之间,刚进入时油滴受到的磁场力 和电场力相等,此后油滴恰好从P板的下端点 处离开两板正对的区域,求(1)油滴原来静止 下落的位置离板上端点的高度h.(2)油滴离开 板间时的速度大小.
h=U2/2gB2d2
2g h L qU / m 2g U 2 / 2gB2d 2 L qU / m
【例3】在两块平行金属板A、B中,B板的正中 央有一α粒子源,可向各个方向射出速率不同 的α粒子,如图所示.若在A、B板中加上UAB＝ U0的电压后,A板就没有α粒子射到,U0是α粒 子不能到达A板的最小电压.若撤去A、B间的 电压,为了使α粒子不射到A板,而在A、B之间 加上匀强磁场,则匀强磁场的磁感强度B必须 符合什么条件(已知α粒子的荷质比 m/q=2.l×10－8kg/C, A、B间的距离d＝10cm, 电压U0=4.2×104V）?
14运动电荷产生的磁场及磁场对运动电荷的作用--大学物理电子教案
5
二,洛仑兹力
电量为 q 电荷在磁场中受到的洛 仑兹力: 仑兹力:
v
q
θ
f L = qv × B
大小: 大小 f L = qvB sin θ 方向: 方向 q > 0, f L // v × B q < 0, f L //(v ) × B
B
v
q
θ
B
fL
θ
f L 垂直由 v
和
构成的平面. B 构成的平面.
由于金属具有静电屏蔽作用, 由于金属具有静电屏蔽作用, 带电粒子在磁场的作用下作圆 周运动,进入缝隙后, 周运动,进入缝隙后,电场极 性变换,粒子被反向加速, 性变换,粒子被反向加速,进 入右半盒,由于速度增加, 入右半盒,由于速度增加,轨 道半径也增加. 道半径也增加.然后又穿过缝 电场极性又变换, 隙,电场极性又变换,粒子不 断地被加速. 断地被加速.
0 dlq v × r = 0 q v × r = 3 4π r3 4π dl r
运动电荷的磁场公式: 运动电荷的磁场公式:
0 q v × r B= 4π r3
3
在半径为r的圆周轨道 例:氢原子中的电子,以速率v在半径为 的圆周轨道 氢原子中的电子,以速率 在半径为 上作匀速率运动. 上作匀速率运动.求电子在轨道中心产生的磁感应强 度. v 解: 应用运动电荷的磁场公式: 应用运动电荷的磁场公式:
体
2
0 I dl × r 电流元产生的磁场: 电流元产生的磁场: B = d Id l 3 4π r
电流元内电荷的数目为: 电流元内电荷的数目为:
θ
S
dN
r dB
P
dN = ndV = nSdl
体 一个运动电荷产生的磁场为: 一个运动电荷产生的磁场为:
高中物理--《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计
《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计人教版选修3一、教学目标【知识与技能】1.知道什么是洛伦兹力，会判断方向；2.明白安培力到洛伦兹力大小的推理过程；3.能够简单解释极光与电视显像。
【过程与方法】1.通过对安培力微观本质的猜测，培养联想和猜测能力；2.通过公式推导，培养逻辑推理能力。
【情感态度与价值观】通过激发好奇心和求知欲，学会科学的思维方式，体会到物理知识在实际中的应用，激发追求科学的热情。
二、教学重难点【重点】洛伦兹力方向的判断和大小计算【难点】洛伦兹力计算公式的推导过程三、教学方法探究法、讲授法、讨论法四、教学过程环节一：导入新课观看极光视频，思考极光原理，从而引出新课。
环节二：新课讲授我们猜想：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，用阴极管射线实验验证。
1. 磁场对运动电荷存在作用力简单进行实验介绍，之后演示①在没有外磁场时，电子束沿直线运动，说明电子不受力的作用。
②将磁铁靠近电子射线管，发现电子束发生了偏转。
说明电子受到力的作用。
结论：磁场对运动电荷有力的作用，猜想成立。
磁场对运动电荷有力的作用叫洛伦兹力。
通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。
2.洛伦兹力方向与大小由安培力猜想洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
（强调：四指指向是负电荷运动的反方向）实验验证：进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转，并改变磁场方向。
验证洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
接下来建立如教材图3.5—3的物理模型，通过一系列公式推导伦兹力的大小。
①时间t内的通过截面的粒子数②q与电流I的关系③匀强磁场中垂直导线受到的安培力④每个电荷所受的洛伦兹力公式F洛=qvB的适用条件（V⊥B），当v∥B时，F洛=0；v与B既不垂直，又不平行时，洛伦兹力的大小？（类比安培力得出F洛=qvBsinθ）特点：只改变力的方向，不改变大小，对运动电荷不做功。
3.应用极光:来自外太空的带电粒子在射向地球时，受到地磁场对它的作用，使这些带点粒子螺旋状地运动到了两极，与两极的高层大气发生作用，产生各种各样的光线。
磁场对运动电荷的作用教案
磁场对运动电荷的作用教案教案：磁场对运动电荷的作用一、教学目标：1.了解磁场的概念和性质；2.理解运动电荷在磁场中受到的力和力的方向；3.掌握洛伦兹力的计算方法；4.能够应用洛伦兹力计算运动电荷的轨迹。
二、教学重点：1.理解磁场对运动电荷的作用；2.掌握洛伦兹力的计算方法。
三、教学难点：理解洛伦兹力的方向。
四、教学准备：1.教师准备：教材、黑板、彩色粉笔、投影仪等；2.学生准备：课本、笔。
五、教学步骤：Step1. 导入新课（10分钟）1.出示一幅带有磁场图案的图片，向学生提问：“这是什么？”学生回答：“是一个磁场。
”2.引导学生展开讨论：“磁场是什么？有什么性质？”3.教师依次解释磁场的定义、性质，引导学生认识到磁场是由带电粒子周围的运动电荷产生的，磁场是矢量场，具有方向。
Step2. 磁场对运动电荷的力（20分钟）1.让学生回顾电磁感应过程中的法拉第定律：“当导线受到磁场垂直切割时，产生感应电动势。
”3. 引导学生展开讨论，同学们会认识到运动电荷在磁场中被施加一个力，即洛伦兹力（F=qvBsinθ）。
Step3. 洛伦兹力的方向（30分钟）1.出示一个带有磁场方向的图片，向学生提问：“电荷在磁场中运动时，该如何判断洛伦兹力的方向？”2.引导学生理解右手定则，通过实践演示让学生掌握右手定则的使用方法。
3.利用黑板和彩色粉笔向学生讲解利用右手定则判断洛伦兹力的方向，和草图。
4.引导学生独立完成练习题，检查并纠正错误。
Step4. 洛伦兹力的计算（30分钟）1. 引导学生明确洛伦兹力公式F=qvBsinθ ，其中θ为电荷速度和磁场的夹角。
2.向学生讲解如何计算洛伦兹力，提供实例进行讲解和演示。
3.引导学生独立完成练习题，检查并纠正错误。
Step5. 运动电荷在磁场中的轨迹（20分钟）1.向学生提问：“运动电荷在磁场中的轨迹是什么样子的？”学生回答：“是圆周或螺旋线。
”2.引导学生通过洛伦兹力分析，理解运动电荷在磁场中受到一个向心力，经历圆周或螺旋线运动。
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物理教案磁场对运动电荷的作用
教学目标
知识目标
1、知道什么是洛仑兹力，知道电荷运动方向与磁场方向平行时，电荷受到的洛仑兹力等于零；电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷受到的洛仑兹力最大，
2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向．
能力目标
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程，培养学生的迁移能力．
情感目标
通过本节教学，培养学生科学研究的方法论思想：即“推理——
假设——实验验证”．
教学建议
教材分析
本节的重点是洛伦滋力的大小和它的方向，在引导学生由安培力的概念得出洛伦滋力的概念后，让学生深入理解洛伦滋力，学习用左手定则判断洛伦滋力的方向，注意强调：磁场对运动电荷有作用力，磁场对静止电荷却没有作用力．
教法建议
在教学中需要注意教师与学生的互动性，教师先复习导入，通过实验验证洛仑兹力的存在，然后启发指导学生自己推导公式．理解洛仑兹力方向的判定方向，注意与点电荷所受电场大小、方向的区别．具体的建议是：
1、教师通过演示实验法引入，复习提问法导出公式，类比电场办法掌握公式的应用．
2、学生认真观察实验、思考原因，在教师指导下自己推导，类比理解掌握公式．
--方案
磁场对运动电荷作用
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1、知道什么是洛仑兹力，知道电荷运动方向与磁场方向平行时，电荷受到的洛仑兹力等于零；电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷受到的洛仑兹力最大，
2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向．
（二）能力训练点
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程，培养学生的迁移能力．
（三）德育渗透点
通过本节教学，培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育．
（四）美育渗透点
注意营造师生感情平等交流的氛围，用优美的语音感染学生．在平等自由的审美情境中，使师生的感情达到共鸣，从而培养学生的审美情感．
二、学法引导
1、教师通过演示实验法引入，复习提问法导出公式，类比电场办法掌握公式的应用。
2、学生认真观察实验、思考原因，在教师指导下自己推导，类比理解掌握公式。
三、重点·难点·疑点及解决办法
1、重点
洛仑兹力的大小和它的方向。
2、难点
用左手定则判断洛仑兹力的方向。
3、疑点
磁场对运动电荷有作用力，磁场对静止电荷却没有作用力。
4、解决办法
引导和启发学生由安培力的概念得出洛仑兹力的概念，使学生深入理解洛仑兹力的大小和方向。
四、时安排
1时
五、教具学具准备
阴极射线发射器，蹄形磁铁。
六、师生互动活动设计
教师先复习导入，通过实验验证洛仑兹力的存在，然后启发指导学生自己推导公式。
理解洛仑兹力方向的判定方向，注意与点电荷所受电场大小、方向的区别。
七、教学步骤
（一）明确目标
（略）
（二）整体感知
本节教学讲述磁场对运动电荷的作用力，首先通过演示实验表明磁场对运动电荷有作用力，然后由通电导线受磁场力推导出洛仑兹
力的大小和方向，重点掌握洛仑兹力的概念。
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1、理论探索
前面我们学习了磁场对通电导线有力的作用，若导线无电流，安培力为零。
由此我们就会想到：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用。
2、实验验证
从演示实验中可以观察到：阴极射线（电子流）在磁场中发生偏转，即实验证明了磁场对运动电荷有力的作用，这一力称为洛仑兹力．
3、洛仑兹力的方向
根据左手定则确定安培力方向的办法，迁移到用左手定则判定洛仑兹力的方向，特别要注意四指应指向正电荷的运动方向；若为负电荷，则四指指向运动的反方向，带电粒子在磁场中运动过程中，洛仑兹力方向始终与运动方向垂直．请同学们思考，洛仑兹力会改变带电
粒子速度大小吗？讨论：洛仑兹力对带电粒子是否做功？
4、洛仑兹力的大小
根据通电导线所受安培力的大小，结合导体中电流的微观表达式，让学生推导出：当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小，当带电粒子平行磁场方向运动时，不受洛仑兹力．带电粒子在磁场中运动所受的洛仑兹力的大小和方向都与其运动状态有关．
运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用，运动状态会发生变化，其运动方向会发生偏转．高能的宇宙射线的大部分不能射到地球上，就是地磁场对射线中的带电粒子的洛仑兹力改变了其运动方向，对地球上的生物起着保护作用．
（四）思维、扩展
本节我们学习了洛仑兹力的概念．我们知道带电粒子平行磁场运动或静止时，都不受磁场力的作用，带电粒子垂直磁场运动时，所受洛仑兹力的大小，方向和磁场方向、运动方向互相街．可用左手定则判断（举例练习用左手定则判断洛仑兹力的方向．）
如果粒子运动方向不与磁场方向垂直时，同学们可根据今天所学内容推导出它受的洛仑兹力大小和方向吗？
八、布置作业
1、P12（1）（2）（3）
九、板书设计
四、磁场对运动电荷的作用
一、磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力
二、洛仑兹力的方向——左手定则
三、洛仑兹力的大小
1、若∥或
2、若⊥，
四、洛仑兹力的特点
1、洛仑兹力对运动电荷不做功，不会改变电荷运动的速率。
2、洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关．。