3-1第三章第五节运动电荷在磁场中的受力的教学设计与反思
人教版物理选修3-1《磁场对运动电荷的作用力》教案设计
磁场对运动电荷的作用力教案一、教学目标1．在物理知识方面的要求：①了解什么是洛仑兹力。
②明确通电导线在磁场中的受力是其中运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的宏观体现。
③掌握判断洛仑兹力方向的法则。
④能够推导计算洛仑兹力大小的公式（f=qvBsinθ）。
2．通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况，借此培养学生观察能力、分析问题的能力。
3．引导学生用分析、猜想、实验（观察）、理论验证的科学方法探求新知识，增强他们的能力。
二、重点、难点分析1．重点使学生理解安培力产生的根本原因是运动粒子在匀强磁场中受到洛仑兹力的作用，并掌握计算洛仑兹力的大小、判断洛仑兹力方向的方法。
2．推导洛仑兹力大小的计算公式（f=qvBsinθ）有些抽象，学生不易认识和理解，是教学的难点，应加以注意。
三、教具感应圈、机械效应阴极射线管、直进阴极射线管、马蹄形磁铁。
四、主要教学过程（一）复习引入新课如图1所示，AB导体杆的两端分别用细线悬挂于O1、O2两点，AB导体杆处于竖直向下的匀强磁场中。
提问：当开关闭合时，原本处于静止状态的导体杆状态将如何？通电直导线在垂直于自身的匀强磁场中会受到安培力的作用。
依据左手定则，AB导体杆受到一个垂直黑板向外的安培力，因此AB导体杆将向黑板外的方向运动。
（二）教学过程设计1．分析那么，安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力。
开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？开关闭合后，AB中有定向移动的电荷，此时AB导体杆受到安培力。
开关断开后，AB中没有定向移动的电荷，AB导体杆不受安培力。
2．猜测运动电荷在磁场中会受到磁场力，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现。
3．实验（观察）实验目的是检验我们的猜测。
因此，必须先提供运动电荷和磁场。
此外，如何显示带电粒子的运动也是需要认真考虑的问题。
解决方案：感应圈产生高压，加在机械效应阴极射线管上可观察到叶轮发光并转动。
人教版高二物理选修3-1第三章第五节运动电荷在磁场中的受力 课件
只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小
（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方 向垂直， 所以洛伦兹力对运动电荷不做功
探究：洛伦兹力大小
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单 位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷 量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电 导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场 中，求每个电荷受的磁场力.
A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。
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。
一、磁场对运动电荷的作用力
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。
结论：磁场对运动电荷有作用。
（1）通电导线中电荷总数？ （2）通电导线所受的安培力？
（3）每个电荷所受力？
IB
V
三、洛伦兹力大小
导线中的电荷的总个数为N = nSL
导线受安培力为 F安 =BIL
每个电荷受力为 F洛
F安 N
BI nS
提示：电流的微观表达式 I = nqSv
三、洛伦兹力大小
F洛=qVB ( V⊥B）
F洛= 0
运动电荷在磁场中受到的力
复习
1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 大小：F＝BILsinθ 方向：左手定则 2、电流是如何形成的？ 电荷的定向移动形成的 3、由上述的两个问题你可以想到什么？
磁场对通电导线的安培力可能是作用在 大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就 是说磁场可能对运动电荷有力的作用。
洛伦兹力--教后反思
教后反思
本节课题是“运动电荷在磁场中受到的力”，人民教育出版社的《普通高中课程标准实验教科书》（选修3-1），物理第三章第5节内容，该课题放在“通电导线在磁场中受到的力”内容之后，意味教材引导教师利用安培力导出洛伦兹力的大小、方向，绝大多数教师在平时的也是采用此思路展开教学的；但新课程倡导探究式学习，强调科学与社会、生活实践的联系，强调对过程和方法的学习，为了让学生成为教学活动的主体，把教学的重点由学习物理知识变为探索知识的过程，以情景设疑让学生主动思考，鼓励学生大胆猜想，设计实验探究、验证猜想，得出结论；其探究过程体现在洛伦兹力方向的判定法则，定性探究洛伦兹力的大小，理论定量探究洛伦兹力的大小，实验与理论、验证与探究充分表现在课堂教学中。
以上是目标在课堂上基本完全达成，个人认为很成功。
1。
高中物理_运动电荷在磁场中受到的力教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计知识衔接:1．判断图中通电导线所受安培力的方向2.安培力的大小3．什么是电流？一、洛伦兹力1.定义：2.洛伦兹力与安培力的关系二、洛伦兹力的方向─左手定则例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。
甲乙丙丁当堂练习：试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。
探究1：洛伦兹力F 与粒子速度V 、磁感应强度B 方向的关系：（小组手工制作模拟）(1)V ⊥B(2)V 不垂直B结论：洛伦兹力公式理论推导：设有一段长为 L ，横截面积为 S 的直导线 ( 如图 ) ，单位体积内的自由电荷数为 n ，每个自由电荷的电荷量为 q ，自由电荷定向移动的速率为 v 。
这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，求:（1）通电导线中的电流；（2）通电导线所受的安培力；（3）这段导线内的自由电荷数；（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
vF FF v（1）（2） （3）（4）三、洛伦兹力的大小三种情况：1. v⊥B ，2. v∥B ，3. v与B成θ时，公式中各量单位：探究2：根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？重要结论：例2: 如下图所示各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带的电荷量均为q，试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向．四、电视显像管的工作原理主要构造:问题：1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？2.若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？3.要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？课堂小结：学情分析1.知识与能力基础学生已具备力学、电磁学的相关知识，学习完磁场对通电导线作用力即安培力。
并且也熟悉了物理学“提出问题—猜想假设—实验验证”科学研究问题的方式。
高中物理第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力教学案人教版11
第5节 运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的方向和大小┄┄┄┄┄┄┄┄①1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。
2．洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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。
负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
[说明] 洛伦兹力公式的推导假设：一导线长为L ，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每一电荷带电量为q ，电荷定向移动的平均速率为v 。
(如图所示，导线与磁场垂直且固定不动)则导线内总的自由电荷数为N ＝LSn 导线内的电流强度为I ＝nqSv 假设将此导线垂直放入磁感应强度为B 的磁场中，则此导线受到的安培力为F 安＝BIL 由安培力与洛伦兹力的关系得：F 洛＝F 安N ，F 洛＝BnqSvL LSn＝qvB (条件：电荷运动方向与磁场方向垂直)①[判一判]1．运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反(×)2．若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力(√)3．判断点电荷所受洛伦兹力的方向时，四指应指向负电荷运动的方向(×)4．洛伦兹力对运动电荷不做功(√)二、电视显像管的工作原理┄┄┄┄┄┄┄┄②1．结构如图所示为电视显像管的原理示意图(俯视图)。
没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的O 点，为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
2．扫描在电视显像管的偏转区有两对线圈，叫做偏转线圈，偏转线圈中通入大小和方向按一定规律变化的电流，分别在竖直方向和水平方向产生偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图中所示那样不断移动，这种电子技术叫做扫描。
电子束在荧光屏上扫描一行后，迅速返回(如图中虚线所示)，再做下一行扫描，直到荧光屏的下端。
《运动电荷在磁场中受到的力》一课教学反思
（运动电荷在磁场中受到的力）一课教学反思（运动电荷在磁场中受到的力）一课教学反思一、要认真研究教材、遵循认知规律本节课是一堂新授课，重难点是懂得如何推断洛伦兹力的方向、计算其大小及了解洛仑兹力不做功的情况。
因为上一节内容学生学会用左手定则推断安培力，所以在商量了安培力与洛伦兹力的关系〔安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质〕后，再商量洛伦兹力的方向和大小的表达式，思路自然而然就引出洛仑兹力方向和大小的推断方法。
在研究洛伦兹力的方向和大小时，先研究特别情况〔B与v垂直、B与v平行〕，再研究一般情况。
对于书上在商量洛伦兹力大小后再研究做功问题开始有些难懂：做功不是应该在商量了洛伦兹力方向后就商量吗？后来反复研读总算理解了：教材中先研究洛伦兹力的方向时只分析了B与v垂直时的情况，商量了洛伦兹力在一般情况下大小的表达式F＝qvBsinθ后就可以分析B与v不垂直的一般情况下，洛伦兹力方向与B、v方向间的关系，进而研究做功问题就全面、严谨，并顺理成章了。
其它从知识研究顺序的角度考虑：先定性研究洛伦兹力的方向，再定量研究洛伦兹力的大小，最后研究做功情况也符合由易到难的一般顺序，符合学生的认知规律二、要注重课堂引入、设疑培养能力一年之计在于春，一堂课的开始即引课也同样至关重要。
要在上课之初引发学生求知的欲望与兴趣，点燃学生探究与学习的动力。
理科老师一般只关注知识的严谨、科学及实验设计的精巧，而在引入、过渡方面不会充分的思考，本人在设计本节课时首先考虑知识的承上启下即如何适当的引入，既要激趣诱思又要考虑知识的衔接。
所以我利用多媒体技术阴极射线管在磁场的影响下发生偏转的视频，同时回忆上一节内容〔通电导线在B不平行于I时受安培力的作用〕及电流的产生，让学生自然而然产生“磁场对运动电荷有无力的作用？〞的猜测，带着问题走入教学过程，从而有的放矢，在教学中轻松解决问题。
此外，在教学过程中，通过提出问题、学生合作中的动态生疑等方法，让学生在实践中解决问题、在思考中产生问题，从而猎取新知，锻炼思维能力。
3.5《运动电荷在磁场中受到的力》教学设计
3.5《运动电荷在磁场中受到的力》教学设计引入：〖互动〗同学们请看，这是一台老式电视机，通电后电子枪可以发出电子，电子经加速后打在荧光屏上发光，从而让我们看见画面。
现在，这台电视机上显示的是一个光点，请一位同学帮我用手指盖住它。
（教师用磁铁在电子枪位置处进行干扰，光点四处移动）（操作隐蔽，加些神秘感）我们知道，力的作用效果是使物体发生形变和运动状态发生改变，那么，光点的位置发生移动，其中一定有某种力的作用。
在上节知识中，大家学习了安培力，哪位同学可以告诉大家安培力的描述？学生作答：通电导线在磁场中受到的力。
通电导体，一定有电流，电流的定义是什么？学生作答：自由电荷在电势差的作用下发生了定向移动。
非常好！既然磁场对电流有力的作用，而形成电流的原因是自由电荷的定向移动，大家猜想磁场对运动电荷会不会有力的作用呢？学生作答：有。
有没有人有不同意见?就让我们伴随着它一起步入第三章第5节：运动电荷在磁场中受到的力！新课：〖实验〗有了一致且合理的科学猜想，就让我们通过实验来验证。
这是一台阴极射线管，左端为阴极，可以发出电子，电子经过高压电场加速后，穿过狭缝，打在荧光板上，形成光束，从而展示其运动状态。
现在，它的轨迹是一条直线，接下来，在空间内加上磁场，请同学们认真观察实验现象。
你看到了什么呢？请大家彼此交流讨论并完成学案上实验现象的记录。
请这位同学与大家分享你的结论。
实验发现：电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲，并且当磁场方向发生变化时，电子流的方向也发生了改变。
说明：磁场对运动电荷有力的作用，它的方向与磁场方向有关。
大家请注意：本实验在高压环境下进行，同学们在实际操作时，一定要注意各个部件旋钮之间的绝缘，并且实验完毕之后及时进行放电，保证安全。
通过刚才的实验，证实了大家的猜想--运动电荷在磁场中确实受到了力！这是一张气场全开的合影，这是一张闪烁着人类智慧之光的合影，这是一张全世界IQ最高的合影。
以上这些人物，每一个都是物理学界响当当的人物。
第三章第五节运动电荷在磁场中受到的力
第五节 运动电荷在磁场中受到的力[学习目标] 1.了解洛伦兹力的产生原因，会判断洛伦兹力的方向． 2.掌握洛伦兹力的公式，能计算洛伦兹力的大小． 3.了解显像管的原理．, [学生用书P 84])一、洛伦兹力的方向和大小(阅读教材第95页第1段至第97页第1段)1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力．通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现．2．洛伦兹力的方向判定：左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．3．洛伦兹力的大小：电荷量为q 的粒子以速度v 运动时，如果速度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受的洛伦兹力为F ＝q v B ．在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为F ＝q v B sin_θ．拓展延伸►———————————————————(解疑难)1．洛伦兹力的方向(1)决定因素：电荷的电性(正、负)，速度方向，磁感应强度的方向．当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变．(2)判定方法：同安培力一样，洛伦兹力的方向遵守左手定则．但要注意负电荷受力方向与正电荷的相反．(3)方向特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小．2．洛伦兹力大小的推导过程(1)如图所示，设有一段长度为L 的通电导线，垂直放入磁感应强度为B 的匀强磁场中．若导线中的电流为I ，则该导线所受的安培力大小为F 安＝ILB .(2)若导线的横截面积为S ，单位体积内含有的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，定向移动的速度为v ，则在时间t 内通过截面的电荷量Q ＝nS v tq .由电流的定义知I ＝Q t ＝nS v tq t＝nS v q ，这段导线内含有的自由电荷数为N ＝nSL . (3)整段导线所受的安培力F 安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F 的合力，即F 安＝NF ，则每个自由电荷所受洛伦兹力F 的大小为F ＝q v B .二、电视显像管的工作原理(阅读教材第97页第2段至第98页第1段)1．电视显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成．2．电视显像管应用了电子束磁偏转的道理．3．显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光．在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断地变化．洛伦兹力的方向的判断[学生用书P84]1．判断方法：左手定则．2．F⊥B，F⊥v，F垂直于B、v确定的平面，但B与v不一定垂直．3．洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷速度大小．——————————(自选例题，启迪思维)1.如图所示的磁感应强度B、电荷的运动速度v和磁场对电荷的作用力F的相互关系图中，画得正确的是(其中B、F、v两两垂直)()[解析]由于B、F、v两两垂直，根据左手定则得：A、B、D选项中受洛伦兹力都与图示F的方向相反，故A、B、D错误，C正确．[答案] C2.试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是()[解析]根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B 中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确．[答案] D3. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．如图所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是()A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右[解析] 电子束带负电，电子束由负极向正极运动，在电子束运动的过程中，条形磁铁产生的磁场由N 极指向S 极，根据左手定则可判断出电子受到的洛伦兹力方向向下，故电子束的偏转方向向下，B 正确，A 、C 、D 错误．[答案] B[借题发挥] 判断洛伦兹力方向的易错点(1)注意电荷的正负，尤其是判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四指应指向负电荷运动的反方向．(2)注意洛伦兹力的方向一定垂直于B 和v 所决定的平面．(3)当v 与B 的方向平行时，电荷受到的洛伦兹力为零．洛伦兹力的大小[学生用书P 85]对运动电荷在匀强磁场中的受力情况的考查，一般考查速度v 和磁感应强度B 垂直和平行两种情况，即F ＝q v B 或F ＝0.——————————(自选例题，启迪思维)1.如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B ，带电粒子的速度均为v ，带电荷量均为q .试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．[解析] (1)因v ⊥B ，所以F ＝q v B ，方向垂直v 指向左上方．(2)v 与B 的夹角为30°，将v 分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量，v ⊥＝v sin 30°，F ＝q v B sin 30°＝12q v B .方向垂直纸面向里． (3)由于v 与B 平行，所以不受洛伦兹力．(4)v 与B 垂直，F ＝q v B ，方向垂直v 指向左上方．[答案] (1)q v B 垂直v 指向左上方(2)12q v B 垂直纸面向里 (3)不受洛伦兹力(4)q v B 垂直v 指向左上方2.一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力( )A ．增大两倍B ．增大一倍C ．减小一半D ．依然为零[解析] 粒子速度方向与磁场方向平行，粒子所受洛伦兹力为零，故A 、B 、C 错误，D 正确．[答案] D3. 一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么( )A ．这个空间一定没有磁场B ．这个空间不一定没有磁场C ．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场D ．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场[解析] 由题意，运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力，可能空间没有磁场，也可能存在磁场，磁场方向与电荷运动方向平行，故A 错误，B 、C 正确．若磁场方向与电荷运动方向垂直，电荷一定受到洛伦兹力，不符合题意，故D 错误．故选B 、C.[答案] BC[借题发挥] 计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清v 与磁感应强度B 的方向关系．当v ⊥B 时，洛伦兹力F ＝q v B ，当v ∥B 时，F ＝0，当v 与B 成θ角(0<θ<90°)时，应将v (或B )进行分解取它们垂直的分量计算．, [学生用书P 85])规范答题——带电体在匀强磁场中的运动问题[范例] (12分)一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4 C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？[审题点睛] “小滑块滑至某一位置要离开斜面”是解决本题的关键，从这个临界条件中得到此时斜面对滑块的支持力F N ＝0.[解析] (1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力F N 和洛伦兹力F .若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F 方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．(2分)(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有q v B ＋F N －mg cos α＝0(2分)当F N ＝0时，小滑块开始脱离斜面(1分)所以v ＝mg cos αBq ＝0.1×10－3×10×320.5×5×10－4 m/s ＝2 3 m/s ≈3.46 m/s.(2分)(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgx sin α＝12m v 2(3分) 斜面的长度至少应是x ＝v 22g sin α＝（23）22×10×0.5m ＝1.2 m ．(2分) 法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma (2分)由运动学公式得：v 2＝2ax .(2分)解得x ＝v 22g sin α＝1.2 m ．(1分) [答案] (1)带负电 (2)3.46 m/s (3)1.2 m[名师点评] 洛伦兹力是一个大小、方向都与速度v 有关的力，所以从受力分析及平衡条件求解洛伦兹力，从而能求解v ；相反，已知v 也能求解洛伦兹力F .如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力F 拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动．在加速运动阶段( )A ．地面对乙物块的摩擦力逐渐减小B ．甲、乙两物块的加速度逐渐增大C ．乙对甲的摩擦力逐渐增大D ．甲对乙的摩擦力逐渐减小解析：选D.加速过程中，甲受向下的洛伦兹力逐渐增大，乙对地板的压力逐渐增大，乙受摩擦力增大，则加速度逐渐减小，A 、B 错误．甲的加速度是由乙对它的摩擦力产生的，由牛顿第二定律知，甲、乙间的摩擦力逐渐减小，C 错误D 正确．故选D., [学生用书P 86])[随堂达标]1．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是( )A ．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：选B.洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，故选B.2．(2015·北京东城区检测)在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子在磁感应强度为B的磁场中以速度v运动时所受洛伦兹力F的方向的是()解析：选B.磁感线穿过手心，四指指向正粒子运动的方向，拇指所指的方向就是正粒子所受洛伦兹力的方向，即为左手定则．在A中，粒子所受洛伦兹力的方向应竖直向下；B 中，粒子所受洛伦兹力的方向竖直向上；C中，粒子所受洛伦兹力的方向应垂直纸面向里；D中，粒子所受洛伦兹力的方向应垂直纸面向外，故选B.3.如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动解析：选C.电子的速度v∥B，F洛＝0，电子做匀速直线运动．4.匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛伦兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是()A．粒子带负电，向下运动B．粒子带正电，向左运动C．粒子带负电，向上运动D．粒子带正电，向右运动解析：选A.根据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F的方向，可判断出四指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故选项A正确，选项C错误；而粒子左右运动，则所受力F的方向不会向右．故选项B、D错误．5.(选做题)光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q、质量为m、可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________．解析：对小环进行受力分析：压力为0时，F 洛＝mg cos θ即q v B ＝mg cos θv ＝mg cos θqB. 答案：mg cos θqB[课时作业]一、选择题1．在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断不正确的是( )解析：选C.根据左手定则可以判断A 、B 、D 都是正确的，C 项中v ∥B ，F ＝0，所以C 错．2．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )A ．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B ．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C ．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D ．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.通电导线与磁场平行时不受安培力，选项A 错．洛伦兹力始终与速度方向垂直，始终不做功，选项C 错．通电导线在磁场中受到的安培力方向始终与磁场方向垂直，选项D 错．B 正确．3．宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将( )A ．竖直向下沿直线射向地面B ．相对于预定点稍向东偏转C ．相对于预定点稍向西偏转D ．相对于预定点稍向北偏转解析：选C.地球表面的磁场方向由南向北，电子带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西，故C 项正确．4．(多选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则( )A ．此空间一定不存在磁场B ．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行C ．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直D ．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直解析：选BD.由洛伦兹力公式可知：当v 的方向与磁感应强度B 的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行，则选项B 正确．此空间也可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．则选项D 正确．5．(多选)带电荷量为＋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、大小不变，则洛伦兹力的大小不变C ．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D ．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动答案：BD6.初速度为v 0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )A ．电子将向右偏转，速率不变B ．电子将向左偏转，速率改变C ．电子将向左偏转，速率不变D ．电子将向右偏转，速率改变解析：选A.由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变，速率不变．7.带电油滴以水平速度v 0垂直进入匀强磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m ，磁感应强度为B ，则下述说法正确的是( )A ．油滴必带正电荷，电荷量为mg v 0BB ．油滴必带正电荷，比荷q m ＝q v 0BC ．油滴必带负带荷，电荷量为mg v 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg v 0B解析：选A.油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量q ＝mg v 0B，A 正确． 8.如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直．一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 滑下到最右端，则下列说法中正确的是( )A ．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B ．滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C ．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D ．滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等解析：选D.由于洛伦兹力不做功，故与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的速度不变，选项A 错误；由a ＝v 2R，与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的加速度不变，选项B 错误；由左手定则，滑块经最低点时受的洛伦兹力向下，而滑块所受的向心力不变，故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大，因此选项C 错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，在任意一点，滑块经过时的速度均不变，选项D 正确．9.(2015·淄博高二检测)质量为m 、带电量为q 的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B ，如图所示．若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是( )A ．小球带负电B ．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C ．小球在斜面上运动时做加速度增大、速度也增大的变加速直线运动D ．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mg sin θBq解析：选B.小球在斜面上运动时受力如图所示，由左手定则可判定小球带正电，选项A 错误；小球运动时受的合力为mg sin θ，故小球做匀加速直线运动，选项B 正确，C 错误，当小球对斜面压力为零时，mg cos θ＝Bq v ，则v ＝mg cos θBq，选项D 错误．☆10.(2015·福州高二检测)如图，在一个匀强磁场中，水平放置一粗糙的绝缘杆，在杆上套有一个带正电的环，环正在沿杆运动．磁场的方向与环的运动方向如图所示．对环在此后的运动，下列说法正确的是( )A ．环一定做减速运动，且最终速度一定为零B ．环一定做减速运动，且最终速度一定大于零C ．若环的动能发生了变化，可能是磁场力对环做了功D ．若环的动能发生了变化，环一定克服摩擦力做了功解析：选D.对环的运动分三种情况讨论：①当F 洛<mg 时，杆对环的支持力F N 向上，环减速，F 洛减小，F N 增大，F f 增大，最终速度一定为零；②当F 洛＝mg 时，环不受摩擦力作用，环做匀速运动；③当F 洛>mg 时，杆对环的支持力F N 向下，环减速，F 洛减小，F N 减小，当F 洛＝mg 时，摩擦力为零，以后环做匀速运动．从以上情况看出，若环的动能发生了变化，环一定克服摩擦力做了功，但磁场力对环不做功，选项D 正确，A 、B 、C 错误．二、非选择题11.质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，用一长为l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图所示．用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A ，然后静止释放，小球运动的平面与B 的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2.解析：小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v 2C ， 解得v C ＝2gl .小球第一次经过C 点时，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图甲所示．由牛顿第二定律，有F T1＋F 洛－mg ＝m v 2C l又F 洛＝q v C B所以F T1＝3mg －qB 2gl .同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图乙所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl . 答案：3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl☆12.如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m ，所带电荷量为＋q ，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E ，方向水平向右，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，小球与棒之间的动摩擦因数为μ.求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度(设小球的电荷量不变)．解析：小球运动过程中的受力如图所示．水平方向上有F N ＝qE ＋q v B ①竖直方向上有mg －F f ＝ma ②而F f ＝μF N ③由①②③解得a ＝mg －F f m ＝mg －μ（qE ＋q v B ）m当v ＝0时，小球的加速度最大a m ＝g －μqE m当a ＝0时，小球的速度最大v m ＝mg μqB －E B .μqE mmgμqB－EB答案：g－。
3.5 运动电荷在磁场中受到的力 高中物理选修3-1新课优秀教案优秀教学设计(2)
5 运动电荷在磁场中受到的力【教材分析】内容分析本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。
所以本节要重点掌握对洛伦兹力大小的推导和方向的判断。
教材的地位和作用这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点。
新旧教材的对比旧教材直接从磁场对电流有力的作用引入到磁场对运动电荷的猜想。
新教材先引入生活中的电视显像管、两极的极光，再观察阴极射线在磁场中的偏转引入新课。
新旧教材在洛伦兹力方向上的总结相同。
旧教材在洛伦兹力大小的推导上直接推导，新教材设置了思考与讨论环节，提出循序渐进的问题，让学生来得出磁场对运动电荷作用力的大小。
新教材比旧教材增加了电视显像管的工作原理。
【学情分析】1.学生已经具备的知识准备有：通电导线在磁场中受到安培力力的作用和应用左手定则判断安培力的方向。
2.学生的障碍：从宏观到微观的思维转变和对理论知识的推导的能力不够【教学目标】知识目标：1．通过实验掌握左手定则，并能熟练地用左手定则判断磁场对运动电荷的作用力──洛仑兹力的方向．2．理解安培力是洛仑兹力的宏观表现．3．根据磁场对电流的作用和电流强度的知识推导洛仑兹力的公式f=BqV，并掌握该公式的适用条件．4．熟练地应用公式f=BqV进行洛仑兹力大小的计算．能力目标：由磁场对电流的作用联想磁场对运动电荷的作用，进而能导出洛仑兹力大小的计算公式，并会利用此公式计算相关问题情感目标：物理思想：发现问题——提出猜想——实验验证——总结规【重点难点】重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。
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。
难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功。
2．洛伦兹力方向的判断。
洛伦兹力计算公式的推导。
【教法学法】以指导学生观察探究为主，讲授法为辅【教学准备】多媒体【教学过程】【板书设计】一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力二、洛伦兹力的方向：左手定则1.洛伦兹力永远垂直于v和B组成的平面。
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《运动电荷在磁场中的受力》教学设计
一、教材分析
（1）通过对它的学习可以对此前已学的安培力起到复习巩固，加深理解的作用
（2）同时洛伦兹力也是我们今后即将要学习的带电粒子在磁场中的运动和在复合场中运动
的基础，而这些内容又是高中电磁学部分的重点所以本节内容在高中物理中起到了承上启下
的重要作用。 本节的重点是洛伦兹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兹力，学习用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意
强调：磁场对运动电荷有作用力，对静止电荷却没有作用力．
二、学情分析
1．本节内容较为丰富，涉及教学建模的教学，空间想象能力的引导，几何知识的应用，
所以对能力要求比较高。
2．学生在建模方面有待提高，几何知识的应用有待加强。
3．学生认知障碍点：物理建模。
三、教学目标
1、知识层次。
掌握洛仑兹力的概念、大小、方向及特点。
2、能力层次。
由磁场对电流的作用联想磁场对运动电荷的作用，进而能导出洛仑兹力大小的计算公
式，并会利用此公式计算相关问题。培养学生的知识迁移及应用能力。
3、思想教育层次。
通过本节教学培养学生科学研究的方法论思想：发现问题——提出猜想——实验验证—
—总结规律
四、教学重点和难点
1.洛仑兹力的大小推导和方向判定及物理思想。
2.洛仑兹力大小的推导。
五、教学过程
（一）复习旧课，引入新课
（二）新课讲授：本节主要讲清楚四个问题：
安培力与洛仑兹力的关系；
洛仑兹力大小的推导；
洛仑兹力方向的判定；
洛仑兹力的特点。
对于第一个问题教授方法：1．提出猜想：磁场对电流存在力的作用、电流又是由电荷
定向移动形成的，由此我们联想到：磁场对电流的安培力是否可能是磁场对这些运动电荷作
用力的宏观表现，或者说磁场对运动电荷有力的作用呢？
2．实验验证：
演示电子束在磁场中的偏转，让同学注意当改变磁场方向时，电子束的偏转方向也随
之改变；或借用多媒体动画。
3、总结规律：1）磁场对运动电荷有力的作用，（这个力叫洛仑兹力）
2）说明安培力是磁场对运动电荷作用力即洛仑兹力的宏观表现。
第二个问题：采用提问式引导学生自行推导：
学生可根据下列问题推导洛伦兹力公式：
1、通电导体受安培力多大？
2、电流的微观表达式是什么？（用n、S、L、q、v表示）
3、导体中含有多少个自由电荷？
4、每个电荷受力是多大？
5、结论在什么条件下得出？其适用条件是什么？
6、若电荷运动方向与磁场有一定夹角，其公式通式怎样？
学生总结得出洛仑兹力公式。由公式推理可释疑。
第三个问题可通过设置问题推理的方法进行突破。
问题设置：1、判断安培力的方向方法
2、说明电流方向和电荷运动方向的关系
3、讨论安培力的方向和洛伦兹力方向的关系
4、洛伦兹力方向与电荷运动方向、磁场的方向关系
总结：洛伦兹力的方向由左手定则判定
1）对于正电荷，四指指向正电荷的运动方向．
2）对于负电荷，四指指向负电荷运动的反方向．
第四个问题可由第三个问题及以前所学知识分析推理得出。
1．洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于v和B所组成的平面．
2．洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小．
（三）课堂训练
1．如图所示，运动电荷电量为q=2×10-8C，电性图中标明，运动速度v=4×103m／s，
匀强磁场磁感应强度为B=0.5T，求电荷受到的洛仑兹力的大小和方向。
可以让六位同学上黑板上每人演算一小题，写出公式计算洛仑兹力的大小，并标明电
荷受力方向。
2．当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则
[ ]
A．带电粒子速度大小改变；
B．带电粒子速度方向改变；
C．带电粒子速度大小不变；
D．带电粒子速度方向不变。
六、教学环节
（一） 复习旧课，引入新课
复习安倍力的计算式
根据实际情况作讲解
为讲洛伦兹力作铺垫
（二） 新课讲授：
1、判断安培力的方向方法
2、说明电流方向和电荷运动方向的关系
3、讨论安培力的方向和洛伦兹力方向的关系
4、洛伦兹力方向与电荷运动方向、磁场的方向关系
1. 建模出现困难
2. 左手定则的使用不正确
提出猜想：磁场对电流存在力的作用、电流又是由电荷定向移动形成的，由此我们联想到：
磁场对电流的安培力是否可能是磁场对这些运动电荷作用力的宏观表现，或者说磁场对运动
电荷有力的作用呢？
（三） 课堂训练
1.运动电荷电量为q=2×10-8C，电性图中标明，运动速度v=4×103m／s，匀强磁场磁
感应强度为B=0.5T，求电荷受到的洛仑兹力的大小和方向。
可以让六位同学上黑板上每人演算一小题，写出公式计算洛仑兹力的大小，并标明电
荷受力方向。
2．当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则
A．带电粒子速度大小改变；
B．带电粒子速度方向改变；
C．带电粒子速度大小不变；
D．带电粒子速度方向不变。
演板，根据实际情况作讲解
检验学生知识掌握情况
板书设计（需要一直留在黑板上主板书）
当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F = qvBsinθ
两个特例：
（1）当粒子运动方向与磁感应强度方向垂直时（v┴B）θ=90°F = qvB
（2）当粒子运动方向与磁感应强度方向平行时（v∥B）θ= 0° F = 0
上两式各量的单位：
F为牛（N），q为库伦（C）， v为米/秒（m/s）, B
为特斯拉（T）
拓展应用：某带电粒子的电量为q=10-14C,以速率v=106m/s射入B=2×10-2T的匀强磁场中，V的方向
与B的方向夹角为30°，求它受到的洛伦兹力F多大？
洛仑兹力在生活中有十分重要的应用：探究电视显像管的工作原理
（1）原理：应用电子束磁偏转的道理
（2）构造：由电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等组成
学生学习活动评价设计
1.课堂参与——分组讨论，让学生表述各小组的讨论结果
2.知识掌握情况——随堂练习及课后作业
七、教学反思
洛仑兹力属于微观力学范畴，充分利用实验让学生从感性知识入手，激发学生的兴趣，
在讲解重点知识时，分步运用猜想、观察实验、总结、提问、讨论、讲解、推导等手段，让
学生在积极参与的过程中理解和掌握本节知识内容。相信一定能收到良好的效果。