高中物理 磁场对运动电荷的作用力教案1
1.2磁场对运动电荷的作用力教学设计高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

教学设计课程基本信息课题磁场对运动电荷的作用力教学目标1.通过对自然现象的分析和解释,学生能发现洛伦兹力的存在。
2.通过理论探究任务,学生能利用安培力研究洛伦兹力的存在、方向,能建立模型分析洛伦兹力的大小,能体会这种宏观与微观的联系。
3.通过实验探究任务,学生能经历实验探究过程和获得证据,能解释洛伦兹力的存在,能判断洛伦兹力的方向。
4.通过解决自然和生活问题,学生能巩固知识,能体验物理学自然美、逻辑美和实用的美。
教学内容教学重点:1.通过实验和理论探究,认识和应用左手定则判断洛伦兹力方向。
2.建立物理模型,理论推导洛伦兹力大小的表达式。
教学难点:1.在较为复杂的实际情境下应用洛伦兹力知识解释现象和解决问题。
教学过程(一)自然情境——引入新课1.播放视频:美丽的极光引起思考:在哪能看到这种美景?极光发生在地球两极的原因是什么?2.任务:阅读资料,概括极光发生在地球南北两极的原因。
极光,是一种绚丽多彩的发光现象,其多发在地球南北两极附近地区的高空,在夜间呈现出灿烂美丽的光辉。
其发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场。
地球磁场迫使其中一部分带电粒子沿着磁感线集中到南北两极,当他们进入极地的高层大气时,与大气中的原子和分子碰撞并激发其产生光芒,形成极光。
(选自百度百科)抓住极光发生在南北两极的关键因素:地球磁场、带电粒子。
引入课题:运动电荷在磁场中受到的力。
设计意图:利用极光的自然美吸引学生的注意。
提供文字资料并提出问题帮助学生抓住研究问题的核心关键,将实际问题抽象为物理问题,引入本课主题。
这个过程提供给学生关于运动电荷在磁场中受力的感性认识,同时能带动学生深入思考,产生疑惑,激发学习兴趣。
(二)磁场对运动电荷有力的作用1.问题:之前学习过的内容,哪些知识可能对今天的研究会有帮助?2.理论探究:“通电导线”,的关键是“通电”。
电流是电荷的定向运动形成的。
宏观上磁场对电流有力的作用,微观上磁场对运动电荷也有力的作用。
物理教案-磁场对运动电荷的作用
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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力教学设计
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磁场对运动电荷的作用力教学设计《磁场对运动电荷的作用力》是物理选修3-1第三章“磁场”的内容,本章讲述磁场的基础知识,它是高中物理电磁学基础。
以下是本人为你整理的磁场对运动电荷的作用力教学设计,希望能帮到你。
《磁场对运动电荷的作用力》教学设计【教学目标】知识与技能1. 知道洛伦兹力的含义,知道影响洛伦兹力的因素。
2. 会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题。
(重点)3. 了解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,知道磁场的强弱和带电粒子的速度都能影响带电粒子的运动轨迹。
4. 了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。
过程与方法1. 通过演示实验,培养观察能力。
2. 通过讨论带电粒子在匀强磁场中的运动方式,培养分析综合能力情感态度价值观1. 体会科学研究的基本方法:推理—猜想—实验验证。
2. 通过带电粒子在科技、生产、生活中的应用,培养热爱科学的价值观。
(知道—了解—会)【教学过程】一、引入新课1. 安培力的定义:磁场对通电导线的作用力。
2. 安培力方向的判断:左手定则。
3. 电流是如何形成的:电荷(带电粒子)的定向移动形成的。
(问)如图所示,判断安培力方向:××××××××××××××××××××××××(答)根据左手定则,安培力方向向右。
(问)磁场对电流有力的作用,电流是电荷的定向移动形成的,由此自然会想到:这个力可能是作用在运动电荷上的,而作用在导线上的安培力只是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。
这个电流是不是每一部分都受到磁场的力的作用?如果把这根导线无限微小的分割,物体的组成最小部分是原子,会不会是每一个原子都受到了磁场的作用?宏观的表现就是安培力吗?原子可以再分,可以分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,是正电荷的部分还是负电荷的部分提供了这个最小的分力?还是他们都受到力?运动电荷在磁场中是否受到力的作用?(猜测:受力)演示:电子束在磁场中的偏转,介绍阴极射线管,从阴极发射出来的点子,在阴阳两极间的高压作用下,使其加速,形成电子束轰击到长条形的荧光屏幕上,激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹(即电荷,带电粒子的运动轨迹)。
高中物理--《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计
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《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教案
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[教学目标]1、通过本课时的学习使学生知道磁场对电流的作用(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、理解洛仑兹力的方向由左手定则判定,能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB。
3、培养学生的思维能力、分析能力以及逻辑推理能力,使学生体会由宏观量描绘微观量的科学思想。
[教学重点]1、由安培力的方向导出判定洛仑兹力方向的判定方法———左手定则。
2、根据安培力的表达式(宏观量)导出洛仑兹力(微观量)的表达式。
[教学难点]建立相关物理模型,导出公式f=qvB。
[教学方法]启发、实验观察结合讲解、讨论。
[教学媒体]阴极射线管、学生低压电源、感应圈(高压)、蹄形磁体、导线和开关以及投影仪、投影片、投影屏幕。
[课时课型]一课时、新课。
[教学过程](40分钟)一、课题导入(5分钟左右)1、安培力的启示(导课):磁场对电流具有磁场力的作用(安培力),电流是由于电荷定向运动形成的,由此可猜想:磁场对电流的作用是磁场对运动电荷作用的体现。
2、演示实验、验证猜想:①介绍(简介)阴极射线管及工作原理。
②观察阴极射线(电子束)在磁场中发生明显的偏转现象。
教师提问:这一现象表明什么?师生总结:阴极射线(电子束)在磁场中偏转,说明电子束在磁场中确实受到某种力的作用,这个力就是今天我们要学习的洛仑兹力。
二、新课教学(30分钟左右)(一)洛仑兹力物理学中把磁场对运动电荷的作用力(磁场力)称为洛仑兹力(物理学家洛仑兹最先提出这一观点)。
(二)洛仑兹力的方向1、由安培力的方向导出洛仑兹力方向的特点(1)洛仑兹力的方向跟磁场方向垂直;(2)洛仑兹力的方向跟电荷运动方向垂直。
2、用左手定则确定洛仑兹力的方向(便于记忆)教师示范:伸开左手,使大拇指跟其于四个手指垂直,且处于同一水平面内,将左手放入磁场中,让磁感线从手心穿进,四指指向正电荷的运动方向,那么大拇指所指的方向就是正电荷受洛仑兹力的方向(在黑板上画出示意图)。
磁场对运动电荷的作用教案
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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。
磁场对运动电荷的作用(教案)
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磁场对运动电荷的作用力鄱阳县第二中学:***★新课标要求(一)知识与技能1、知道什么是洛伦兹力,理解安培力和洛伦兹力的关系。
2、知道洛伦兹力产生条件,会用左手定则判定洛伦兹力的方向。
3、知道洛伦兹力大小的推理过程。
4、应用公式F=qvBsinθ解答有关问题。
5、应用洛伦兹力有关知识解释生产生活中有关的一些问题。
(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:“对比—推理—假设—实验验证”★教学重点1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
2、掌握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★教学用具:电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片★教学过程(一)引入新课:同学们,我们首先来观看一下神奇而有美丽的极光。
播放《美丽的极光》影片。
师:你们知道极光一般出现在什么地方吗?生:两极等高纬度地区。
师:为什么极光不能在赤道等低纬度地区出现呢?生:学生好奇。
师:我们通过这一节课的学习就将知道为什么极光这美丽而又神秘的面纱,这就是磁场对运动电荷的作用力 (板书标题)一、洛伦兹力(板书)师:我们在上一节中学习了磁场对通电导线的作用力,即安培力的大小和方向。
生:大小θsin qvB F =,方向:左手定则师:磁场对通电的导线才有作用力,那么这个作用就与电流有关,那么电流是如何形成的呢?生:电荷的定向移动形成的师:由上述的两个问题你可以想到什么?生: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。
师:很好。
磁场对运动电荷究竟有没有作用力,我们口说无凭,能否通过实验来验证一下呢?实验验证师:要验证磁场对运动电荷是否有作用力,我们不仅需要一个磁场(展示蹄形磁铁),还需要运动电荷。
[范文]高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计
![[范文]高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计](https://img.taocdn.com/s3/m/8053a6a027284b73f342505d.png)
[范文]高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计范文高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计一、教材分析本节内容是在上一节安培力的基础上,进一步形成的新的知识点。
重在让学生理解什么是洛伦兹力、并掌握洛伦兹力的方向判断和大小的计算。
它也是后续学习《带电粒子在匀强磁场中运动》的知识基础。
本课教材在提出洛伦兹力的概念后,重在引导学生由安培力的方向和大小得出洛伦兹力的方向和大小,这种通过实验结合理论探究洛伦兹力的方向,再由安培力表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会,一定要让学生都参与进来。
二、学情分析知识基础:学生已经学习了《磁场对通电导线的作用力》一节,知道如何判断安培力的方向以及如何计算安培力的大小。
但对于安培力产生的原因,却还不甚清楚。
技能基础:学生已经具备一定的逻辑推理分析能力,因此本节课可以引导学生思考安培力的产生原因,激发学生的求知欲,引入探究式学习。
三、教学目标(一)知识与技能、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的学习永无止境范文方向.2、知道洛伦兹力大小的推理过程.3、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.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理(二)过程与方法通过观察,形成洛伦兹力的概念,同时明确洛伦兹力与安培力的关系,借助洛伦兹力与安培力的关系,猜想并验证洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断;通过思考与讨论,推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。
最后了解洛伦兹力的一个应用――电视显像管中的磁偏转。
(三)情感态度与价值观进一步学会观察、分析、推理,培养科学思维和研究方法。
认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理―假设―实验验证”。
四、教学重点与难点重点: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.这一节承上启下,是本章的重点学习永无止境感谢您的阅读,祝您生活愉快。
高中物理 磁场对运动电荷的作用力教案
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3.5磁场对运动电荷的作用力教学目标(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”(三)情感、态度与价值观通过讨论与交流,培养对物理探索的情感。
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。
《第一章 2 磁场对运动电荷的作用力》教学设计教学反思
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《磁场对运动电荷的作用力》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解磁场的观点,以及磁场对运动电荷的作用力。
2. 掌握洛伦兹力的基本性质和规律,能够运用其解决实际问题。
3. 了解洛伦兹力在科技和生活中的实际应用。
二、教学重难点1. 教学重点:理解磁场的观点,掌握洛伦兹力的基本性质和规律。
2. 教学难点:运用洛伦兹力解决实际问题,以及理解磁场对运动电荷的作用机理。
三、教学准备1. 准备教学用具:黑板、白板、投影仪、示波器、磁铁等。
2. 准备实验器械:电流表、电压表、磁铁、导体棒等。
3. 准备教学视频:展示磁场对运动电荷的作用过程。
4. 设计问题清单,供教室讨论和思考。
四、教学过程:1. 引入课题教师起首向学生介绍磁场的观点,以及磁场对运动电荷的作用力。
接着,向学生展示一些磁场对运动电荷的影响实例,例如通电导线的运动方向、磁铁对小铁球的作用等。
让学生感受到磁场的重要性,并激发他们的学习兴趣。
2. 讲解基础知识在介绍了磁场的观点和作用力后,教师需要进一步讲解磁场的方向、强度和磁感应强度等基础知识。
同时,教师需要诠释磁场对不同形状的电荷的作用力的不同,例如点电荷和长棒电荷等。
3. 实验演示为了让学生更好地理解磁场对运动电荷的作用力,教师可以进行一些实验演示。
例如,应用电流计和磁铁进行实验,观察运动电荷在磁场中的偏转情况。
同时,教师也可以引导学生进行自主实验,让他们亲手操作并观察实验结果。
4. 探究讨论在实验演示结束后,教师可以组织学生进行探究讨论。
学生可以提出自己的疑问和思考,并与其他同砚分享自己的看法和结论。
教师可以在讨论中给予学生指导,帮助他们解决疑惑并激发他们的思考。
5. 教室总结最后,教师需要对本节课进行总结,强调本节课的重点和难点,并对学生的学习效果进行评判。
教师还可以鼓励学生总结自己在本节课中学到了什么,并让他们谈谈自己的感受和收获。
6. 课后作业在课后,教师可以为学生安置一些与本节课内容相关的作业,例如思考题、探究题等。
磁场对运动电荷的作用教学设计
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磁场对运动电荷的作用教学设计教学设计:磁场对运动电荷的作用一、教学目标1.了解磁场及其特点;2.了解磁场对运动电荷的作用;3.掌握运动电荷在磁场中如何受力及其运动轨迹;4.运用所学知识解决与磁场对运动电荷相关的问题。
二、教学准备1.教师准备:教学PPT、实验装置、磁场演示器材;2.学生准备:教科书、笔记本、实验报告纸。
三、教学过程1.导入(5分钟)引导学生回顾前几堂课学习的内容,回答以下问题:-电流会产生什么?它们是如何影响周围的物体?-磁场是什么?磁场的单位是什么?-磁感应强度B与磁场力F之间有什么关系?通过学生的回答,激发学生对磁场的兴趣以及与电流的关系。
2.新知传授(25分钟)2.1介绍磁场对运动电荷的作用通过PPT介绍磁场对运动电荷的作用,并让学生了解在磁场中运动的电荷会受到一个力的作用,这个力就是洛伦兹力。
洛伦兹力的大小和方向受到电荷速度、磁感应强度和电荷的电量的影响。
2.2洛伦兹力的计算公式讲解洛伦兹力的计算公式:F=qvBsinθ,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为电荷速度与磁感应强度之间的夹角。
2.3运动电荷的运动轨迹通过PPT演示和实验装置展示,让学生看到不同速度、电量、夹角等条件下运动电荷的运动轨迹。
让学生总结出运动电荷在磁场中的运动规律,并解释其原理。
3.实验操作(30分钟)3.1实验名称:运动电荷在磁场中的运动轨迹实验3.2实验目的:观察运动电荷在磁场中的受力情况及其运动轨迹3.3实验装置与材料:实验装置(包括磁场演示器、电源、导线、互感线圈等)、实验报告纸3.4实验步骤:(1)将磁场演示器放置在桌面上,使其水平放置。
(2)连接磁场演示器与电源,并通过开关调节磁感应强度B。
(3)在磁场演示器上安装导线和互感线圈,将互感线圈连接到示波器上。
(4)将运动电荷(如金属球)放置在互感线圈上,并保持其静止状态。
(5)开启电源,调节磁感应强度B,观察示波器的显示情况。
磁场对运动电荷的作用教案教案
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磁场对运动电荷的作用教案教案教案:磁场对运动电荷的作用一、教学目标1.理解电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向和大小;2.能够运用右手定则判断电荷在磁场中受力的方向;3.掌握电荷在磁场中的运动规律。
二、教学重点1.电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向和大小;2.右手定则的运用。
三、教学难点如何描绘电荷在磁场中的运动轨迹。
四、教学过程步骤一:导入新课1.引入:回顾前一节课讲到的静磁场对运动电荷的作用。
在运动电荷周围一定有磁场,接下来我们要学习的是磁场对运动电荷的作用。
步骤二:学习磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力的方向和大小- 当一个电荷q以速度v运动时,它在磁场B中受到的力F为洛伦兹力,其大小为F=qvBsinθ,其中θ为v与B之间的夹角。
-根据右手定则,可以确定洛伦兹力的方向:将右手的四指指向电荷正向运动的方向,磁场方向由手指所示的方向确定,洛伦兹力的方向则为手掌的方向。
-提示学生进行练习,验证右手定则。
2.电荷在磁场中的运动-通过讲解洛伦兹力的方向和大小,引导学生理解电荷受力的规律。
-当电荷进入磁场时,会受到洛伦兹力的作用,产生一个沿着力方向的加速度。
-如果电荷的速度与磁场方向垂直,则电荷将按照圆周轨道运动;如果电荷的速度与磁场方向平行,则电荷将以直线方式运动。
-提示学生进行实验,观察电荷在磁场中的运动规律。
步骤三:进行案例分析和讨论1.设计一个具体的案例:一个带正电的粒子在垂直于地球表面的磁场中运动,请描述粒子的运动轨迹,并解释其运动规律。
2.引导学生根据之前所学的知识,应用右手定则和洛伦兹力的方向和大小推导出粒子的运动轨迹,并进行讨论。
步骤四:小结与拓展1.小结:通过本节课的学习,我们了解了磁场对运动电荷的作用及其运动规律。
掌握了右手定则的运用方法。
2.拓展:提问学生,如果一个电荷除了在磁场中运动外,还受到其他力的作用,它的运动会有什么变化?为什么?五、课堂作业1.准备一个具有一定速度和电荷量的带正电的粒子放置在磁场中,根据所学知识,推导出粒子的运动轨迹,画出示意图。
磁场对运动电荷的作用力教案
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《磁场对运动电荷的作用力》一、教学目标(一)知识与技能1.知道什么是洛仑兹力,会用左手定则判定洛仑兹力方向,会计算洛伦兹力大小。
2.由安培力大小推导运动电荷所受的洛仑兹力大小,培养学生的迁移能力。
(二)过程与方法1.通过复习安培力方向,电流与电荷运动方向的关系,猜想洛伦兹方向,再利用实验加以探究验证,使学生对安培力和洛伦兹力有统一认识。
2.通过复习安培力大小,电流微观表达式,理论推导洛伦兹力大小,让学生意识到安培力是洛伦兹力的宏观表现。
3.通过思考讨论的方式认识洛伦兹力的作用效果。
(三)情感态度与价值观1.通过实验探究培养学生科学分析的习惯,即“假设──推理──实验验证”。
2.从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小,使其学生建立宏观、微观的概念,感受物理规律的统一美。
二、教学重点、难点:洛伦滋力的大小和方向三、教具:高压感应圈,阴极射线管,条形磁铁等四、教学过程1.习题导入习题:如图1,电子束水平向右从小磁针上方飞过,试判断小磁针极如何偏转?通过此题引导学生体会:(1)“运动的电荷”可等效成“电流”,且等效电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反。
(2)运动电荷如同电流一样,可在周围产生磁场。
师:磁场对电流有安培力作用,“运动的电荷”可等效成“电流”,容易想到:磁场对“运动电荷”有无力的作用?(让学生短时间思考猜测)2.实验探究师:介绍实验装置高压圈阴极射线管演示:不加磁场时,电子不受力,作直线运动,如图2;拿一条形磁铁靠近玻璃管,运动的电子处在磁场中,观察发生的现象,如图生:电子发生了偏转师:这说明了什么?生:磁场对运动的电子有力的作用师:磁场对运动电荷确实有力的作用。
荷兰物理学家洛伦兹首先提出:运动电荷能产生磁场;磁场对运动电荷有力的作用。
物理学上把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力.教师引导学生:认识一种新的力应研究它的三要素。
3.洛伦兹力方向的判断回忆安培力方向判断方法──左手定则内容,结合习题结论:等效电流方向与正电荷运动方向相同,与负电荷运动方向相反,引导学生猜测:洛伦兹力方向也可用左手定则判断。
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3.4 磁场对通电导线的作用力
教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是安培力,会推导安培力公式F=BIL sinθ。
2、知道左手定则的内容,并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
(二)过程与方法
通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
(三)情感、态度与价值观
1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BIL sinθ,使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理,感受物理知识的相互联系。
教学重点
安培力的大小计算和方向的判定。
教学难点
用左手定则判定安培力的方向。
教学方法
实验观察法、逻辑推理法、讲解法
教学手段
蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、
投影片,多媒体辅助教学设备
教学活动
教学活动
(一)引入新课
通过第二节的学习,我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。
安
培在这方面的研究做出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
这节课我们对安培力作进一步的讨论。
(二)进行新课
1、安培力的方向
演示实验:
(1)改变电流的方向现象:导体向相反的方向运动。
(2)调换磁铁两极的位置来改变磁场方向现象:导体又向相反的方向运动。
教师引导学生分析得出结论
(1)安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
(2)安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
左手定则
通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定: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,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
例:判断下图中导线A所受磁场力的方向。
通电平行直导线间的作用力方向如何呢?
演示实验:
(1)电流的方向相同时现象:两平行导线相互靠近。
(2)电流的方向相反时现象:两平行导线相互远离。
引导学生利用已有的知识进行分析
如图,两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时,它们相互间的作用力的方向如何?
说明:分析通电导线在磁场中的受力时,要先确定导线所在处的磁场方向,然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。
2、安培力的大小
通过第二节课的学习,我们已经知道,垂直于磁场B放置的通电导线L,所通电流为I时,它在磁场中受到的安培力
F=BIL
当磁感应强度B的方向与导线平行时,导线受力为零。
问题:当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时,导线受的安培力多大呢?
教师投影图3.4-4,引导学生推导:
将磁感应强度B 分解为与导线垂直的分量⊥B 和与导线平行的分量//B ,则,
θsin B B =⊥ θcos //B B =
因//B 不产生安培力,导线所受安培力是⊥B 产生的,故安培力计算的一般公式为:
θ
sin ILB F =
板书
3、磁电式电流表
中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表,
下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。
(1)电流表主要由哪几部分组成的?
投影图3.4-5。
电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、
指针、刻度盘等六部分组成。
(2)什么电流表可测出电流的强弱和方向? 磁场对电流的作用力和电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越大,因此,根据指针偏转角度的大小,
可以知道被测电流的强弱。
当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变,所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。
(3)电流表中磁场分布有何特点呢?为何要如此分布?
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。
如图。
所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。
该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B的大小是相等的。
这样的磁场,可使线圈转动时,它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同,从而使表盘的刻度均匀。
(4)磁电式仪表的优缺点是什么?
磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。
如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏。
课堂训练
1、如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O点,在磁铁的
正下方有一水平放置的长直导线,当导线中通以由左
向右的电流时,蹄形磁铁的运动情况将是_______。
A.静止不动
B.向纸外平动
C.N极向纸外,S极向纸内转动
D.N极向纸内,S极向纸外转动
2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T。
试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
3、如图所示,一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当棒中通以向右的电流I时,弹簧缩短Δy;若通以向左的电流,也是大小等于I时,弹簧伸长Δy,则磁感应强度B为_______。