“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》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。
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力教学设计
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
《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。
“问题探究式”教学探讨案例———“磁场对运动电荷的作用力教学设计06.2.12中
1“问题探究式”教学探讨案例 ——磁场对运动电荷的作用力教学设计 王善锋 (邹平县第一中学 山东 邹平 256200) “问题探究式”教学法，就是在教学过程中，创设问题情景、提出问题，让学生自己找出解决问题的办法，而置疑问题的质量会直接影响教学效果.那么，如何创设情景并提出问题，从而引发学生思考呢？下面以一个具体的案例——“磁场对运动电荷的作用力”来说明. 第一步：通过复习，创设问题情景，激发学生对“微观本质与宏观现象”之间关系的兴趣. 1 复习导入新课 1.1 提出问题 如图1所示，用两根软导线把一导体杆水平、静止地悬挂在竖直向下的匀强磁场中. ⑴当开关K 闭合时，导体杆的状态将如何改变？其原因是什么？ ⑵在开关K 闭合和断开两种情况下，导体杆有何区别？ 1.2 合理猜测 导体杆中有定向移动的电荷(有电流)时，导体杆受到安培力作用；反之，没有安培力作用.由此，我们可以做作出何种猜测？ (安培力的产生可能与电荷的运动有关.) 1.3 科学推理 如果我们的猜测是正确的，那么不仅是在导体中，而且在空间定向运动的带电微观粒子（如电子、质子等）也应受到磁场力的作用. 第二步：通过设计实验，创设问题情景，证明推理正确. 1.4 实验验证 引导学生思考如何选择仪器和实验验证： ⑴要验证结论必须有磁场和运动电荷，用什么装置来提供磁场和运动电荷呢？(最简单的装置：条形磁铁、阴极射线管) ⑵如何观察电子的轨迹呢？（通过荧光屏的荧光效应） ⑶阴极射线管需要高压电源，用什么仪器提供高压呢？（高压圈） 实验演示：高压放电演示提高学生兴趣；将阴极射线管的两极接在高压圈上，让学生观察到电子束是沿直线前进的.然后将条形磁铁一端垂直靠近荧光屏显示的射线轨迹的中部，学生会观察到电子束的径迹发生了弯曲.⑷电子束在磁场中偏转说明了什么？（说明：磁场对运动电荷有力的作用）[板书]：5 磁场对运动电荷的作用力]2 进行新课[板书：一、洛伦兹力] 2.1 定义：[板书：1、定义：磁场对运动电荷的力的作用，我们把它称为洛伦兹力.] (向学生简单介绍洛伦兹生平.内容参看附录1) 第三步：通过理论推导，创设问题情景，根据“洛伦兹力是安培力的微观本质”推导洛伦兹力的方向、大小和特点. 洛伦兹力是一种新型的力，但是它也同样具有力的三要素.其作用点在运动电荷上，这一点毋庸置疑.下面我们来研究它的方向和大小，首先来考虑它的方向. [板书：2、方向]2.2 方向 ⑴引导学生根据“洛伦兹力是安培力的微观本质”，推测:确定磁场与洛伦兹力方向之间的关系也可以用左手定则. 1)水平导线中电流方向如图2所示.若电流分别为正、负电荷定向移动形成的，分析正、负电荷所受洛伦兹力方向？2)如何用左手定则来判断洛伦兹力的方向？ （强调四指指向应是“正电荷运动方向”、“负电荷运动反方向”或者理解为“等效电流方向”）⑵选择哪些仪器来验证左手定则较好？如何验证？用条形磁铁的N 、S 极垂直靠近阴极射线方向，观察电子流的偏转方向（即洛伦兹力的方向）、磁场方向和电子运动方向间的关系. [板书：3、大小] 2.3 大小 (洛伦兹力的大小由师生互动得出.)⑴推导分析过程 1)如何用n 、q 、v 、S （单位体积内含的自由运动电荷数n ，每个电荷电量为q ，电荷的平均定向移动速率是v ，导线的横截面积是S ）来表示通电导线中的电流强度I ？ [板书：QI nqSv t==……①] 2)当通电导线垂直于磁场放置时，运动电荷所受的洛伦兹力f 与通电导线所受的安培力F 间有何关系？ [板书：F BIL Nf ==……②，N 为导线中电荷总数]3)根据式①和②，推导一个运动电荷垂直于磁场运动时受到的洛伦兹力的大小表达式.[板书：f Bqv =]⑵公式f Bqv =的适用条件，及其原因？ 图1B2图5(运动电荷的速度方向垂直于磁场方向.) ⑶如果运动电荷的速度方向与磁场方向不垂直，该表达式应有何变化？(变为sin f Bqv θ=，θ为速度与磁场方向的夹角.)⑷课下问题：我们如何验证洛伦兹力的表达式f Bqv =是成立的？ [板书：4、特点] 2.4 特点⑴在磁场中静止和运动的电荷是否都受洛伦兹力的作用？[板书：4、洛伦兹力的特点：⑴磁场只对运动电荷有力的作用，对静止电荷无力的作用；]⑵已知安培力垂直于I 和B 确定的平面，请根据“洛伦兹力是安培力的微观本质”，结合图3分析洛伦兹力有无类似的性质？ (引导学生总结：运动电荷所受的洛伦兹力f 的方向始终垂直于v 和B 确定的平面.） [板书：⑵洛伦兹力垂直于v 和B 组成的平面；]⑶洛伦兹力对上面问题中电荷的运动将产生什么影响？能使运动电荷速度大小发生改变吗？(引导学生总结：洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，运动电荷的动能保持不变.磁场只改变运动电荷的速度方向，而不改变其大小.)[板书：⑶洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不改变其大小，其对运动电荷不做功.] [板书：5、应用] 2.5 应用⑴运动电荷在磁场中运动会受到洛伦兹力的作用，运动的方向会发生偏转，这一点对地球上的生命有何意义？(阻碍宇宙射线.)⑵课下思考：1)地磁场是如何阻挡宇宙射线的，是否像课本插图那么简单？(结合下一节内容和极光的形成原因，进行分析.)2)地磁场对地球生物有哪些作用？人类开发和利用地磁场的现状如何？ 第四步：通过问题加强理解 [板书：二、当堂问题] 3 当堂问题问题1：“洛伦兹力”与“安培力”有什么联系？ 问题2：如图4所示，分析图中三种情况下，运动电荷受到的洛伦兹力的方向.问题3：如图5所示，一带电粒子垂直射入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，并经过P 点，请判断带电粒子的电性.问题4：有一束粒子，其中有带正电的、带负电的和不带电的粒子，如何把它们分离开？问题5：如图6所示，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，问带电粒子在螺线管中运动时，v 的大小和方向有无变化？问题6：如图7所示，有一恒定电流I 流过长方体金属块，金属块置于与I 垂直的匀强磁场B 中，则金属块的上下表面哪里电势高？(此题是高考中曾出现过的霍耳效应.）问题7：把上面问题中的“金属块”改为“电解溶液”，结果又如何呢？ [板书：三、课堂小结]第五步：创设问题情景，理清思路、形成知识结构 4 课堂小结本节课主要研究了一种新型的力——洛伦兹力,并通过问题情景掌握了：安培力实际上是大量规律运动的带电粒子所受洛伦兹力的宏观体现.请同学们把本节课的内容总结一下.(附录2：本节课的结构和思路)设计说明：本节课设计时，充分考虑利用问题引导学生从感性知识入手，激发学生的兴趣，在讲解重点知识时，分步运用创设情景、提问、思考、讲解、推导和观察实验等手段，提出的问题之间过渡自然，让同学在积极参与的过程中理解和掌握本节知识内容. 根据“磁场对电流有作用力”和“电流是电荷的定向运动形成”的提出假设：磁场对运动电荷有作用力，再通过实验验证存在洛伦兹力,“推理→假设→实验验证”体现了科学的思维方法.附录1：洛伦兹简介.由于是荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有力的作用的观点，为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力.其科学成就:⑴创立电子论：认为一切物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子.⑵提出洛伦兹变换公式和质量与速度的关系式，并指出光速是物体相对于以太运动速度的极限.⑶出色的物理教育家：他受到A.爱因斯坦、E.薛定谔和其他青年一代理论物理学家们的尊敬.爱因斯坦曾说过，他一生中受洛伦兹的影响最大.附录2：本节课的结构和思路图33。
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。
《第一章 2 磁场对运动电荷的作用力》教学设计教学反思
《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
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。
第四节磁场对运动电荷的作用教学设计
第四节磁场对运动电荷的作用教学设计一、教学目标（一）知识与技能1、明白什么是洛伦兹力.利用左手定则判定洛伦兹力的方向.2、明白洛伦兹力大小的推理过程.3、把握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的运算.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判定.明白得洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理（二）过程与方法通过观看，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也能够用左手定则判定。
通过摸索与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsin θ。
最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。
（三）情感态度与价值观引导学生进一步学会观看、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。
让学生认真体会科学研究最差不多的思维方法:“推理—假设—实验验证”。
二、重点与难点：重点：1.利用左手定则会判定洛伦兹力的方向.2.把握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的运算.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功.2.洛伦兹力方向的判定.三、教具：电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体四、教学过程：复习引入前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面摸索两个问题：1.如图判定安培力的方向（让学生上黑板做）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？［学生解答］解：F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N答：导线受的安培力大小为4×10-3 N.2.什么是电流？［学生答］电荷的定向移动形成电流.［教师讲述］磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，我们会想到：那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］观看磁场阴极射线在磁场中的偏转（100页图3。
高中物理磁场对运动电荷的作用力教学设计
高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计高中物理《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 1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向. 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(微观与宏观)，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(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功. 2.洛伦兹力方向的判断. 五、教学资源电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体课件六、教学设计思路根据对本节教材内容的分析，结合学情和相关教学资源，本节课以“情景问题高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计猜想高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计实验验证高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计理论推导高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计应用巩固”的思路进行设计。
高中物理磁场对运动电荷的作用力洛仑磁力学案教科版选修-课件
磁场对运动电荷的作用力-洛仑磁力[目标定位]1.进一步理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，会分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.2.了解质谱仪的构造及工作原理.3.了解回旋加速器的构造及工作原理．一、利用磁场限制带电粒子运动图11．利用圆形磁场限制带电粒子运动(1)偏转角度：如图1所示，tan θ2＝r R ，R ＝mv 0Bq ，则tan θ2＝qBrmv 0.(2)限制特点：只变更带电粒子的运动方向，不变更带电粒子的速度大小． 2．分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的几个关键点 (1)圆心的确定方法：两线定一点 ①圆心肯定在垂直于速度的直线上．如图2甲所示，已知入射点P (或出射点M )的速度方向，可通过入射点和出射点作速度的垂线，两条直线的交点就是圆心．图2②圆心肯定在弦的中垂线上．如图乙所示，作P 、M 连线的中垂线，与其中一个速度的垂线的交点为圆心． (2)半径的确定半径的计算一般利用几何学问解直角三角形．做题时肯定要做好协助线，由圆的半径和其他几何边构成直角三角形．(3)粒子在磁场中运动时间的确定①粒子在磁场中运动一周的时间为T ，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间t＝α360°T (或t ＝α2πT )．②当v 肯定时，粒子在磁场中运动的时间t ＝lv，l 为带电粒子通过的弧长． 二、质谱仪 [问题设计]结合图3，思索并回答下列问题．图3(1)带电粒子在P 1与P 2两平行金属板间做什么运动？若已知P 1、P 2间电场强度为E ，磁感应强度为B 1，则从S 3穿出的粒子的速度是多大？(2)设下方磁场的磁感应强度为B 2，粒子打在底片上到S 3距离为L ，则粒子的荷质比是多大？ 答案 (1)S 2、S 3在同始终线上，所以在P 1、P 2间做直线运动，因为只有电场力与洛伦兹力平衡即qE ＝qvB 1时才可做直线运动，故应做匀速直线运动，即从狭缝S 3穿出的粒子速度均为v ＝EB 1.(2)粒子做圆周运动的半径R ＝L2依据R ＝mv qB 2及v ＝E B 1可得：q m ＝2E B 1B 2L. [要点提炼]1．质谱仪的原理(如图3)(1)带电粒子进入加速电场(狭缝S 1与S 2之间)，满意动能定理：qU ＝12mv 2.(2)带电粒子进入速度选择器(P 1和P 2两平行金属板之间)，满意qE ＝qvB 1，v ＝EB 1，匀速直线通过． (3)带电粒子进入偏转磁场(磁感应强度为B 2的匀强磁场区域)，偏转半径R ＝mv qB 2. (4)带电粒子打到照相底片，可得荷质比q m ＝EB 1B 2R.2．(1)速度选择器适用于正、负电荷．(2)速度选择器中的E 、B 1的方向具有确定的关系，仅变更其中一个方向，就不能对速度做出选择． 三、回旋加速器 [问题设计]1．回旋加速器的核心部分是什么？回旋加速器中磁场和电场分别起什么作用？ 答案 D 形盒 磁场的作用是使带电粒子回旋，电场的作用是使带电粒子加速． 2．对交变电压的周期有什么要求？带电粒子获得的最大动能由什么确定？答案 交变电压的周期应等于带电粒子在磁场中运动的周期．由R ＝mv qB 及E k ＝12mv 2得最大动能E k＝q 2B 2R 22m，由此知最大动能由D 形盒的半径和磁感应强度确定．[要点提炼]1．回旋加速器采纳多次加速的方法：用磁场限制轨道、用电场进行加速．2．回旋加速器中沟通电源的周期等于带电粒子在磁场中运动的周期，这样就可以保证粒子每次经过电场时都正好赶上适合电场而被加速．3．带电粒子获得的最大动能E km ＝q 2B 2R 22m，最大动能由D 形盒的半径R 和磁感应强度B 共同确定．[延长思索]为什么带电粒子加速后的最大动能与加速电压无关呢？答案 加速电压高时，粒子在加速器中旋转的圈数较少，而加速电压低时，粒子在加速器中旋转的圈数较多，最终粒子离开加速器时的速度由D 形盒的半径和磁感应强度共同确定，与加速电压无关．一、利用磁场限制带电粒子运动例1 如图4所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B .一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m ，电荷量为e ，不计电子之间相互作用力及所受的重力．求：图4(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R ； (2)电子在磁场中运动的时间t ； (3)圆形磁场区域的半径r .解析 本题是考查带电粒子在圆形区域中的运动问题．一般先依据入射、出射速度确定圆心，再依据几何学问求解．首先利用对准圆心方向入射必定沿背离圆心出射的规律，找出圆心位置，再利用几何学问及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的相关学问求解．(1)由牛顿其次定律得Bqv ＝mv 2R ，q ＝e ，得R ＝mvBe.(2)如图所示，设电子做圆周运动的周期为T ，则T ＝2πR v ＝2πm Bq ＝2πmBe.由几何关系得圆心角α＝θ，所以t ＝α2πT ＝mθeB. (3)由几何关系可知：tan θ2＝rR ，所以有r ＝mveB tan θ2.答案 (1)mvBe (2)mθeB (3)mv eB tan θ2针对训练 如图5所示，一束电荷量为e 的电子以垂直于磁场方向(磁感应强度为B )并垂直于磁场边界的速度v 射入宽度为d 的磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°.求电子的质量和穿越磁场的时间．图5答案2dBe v πd3v解析 过M 、N 作入射方向和出射方向的垂线，两垂线交于O 点，O 点即电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，连接ON ，过N 做OM 的垂线，垂足为P ，如图所示．由直角三角形OPN 知，电子轨迹半径r ＝dsin30°＝2d ①由牛顿其次定律知evB ＝m v 2r②解①②得：m ＝2dBev电子在无界磁场中的运动周期为T ＝2πeB ·2dBe v ＝4πd v电子在磁场中的轨迹对应的圆心角为θ＝30°，故电子在磁场中的运动时间为：t ＝112T ＝112×4πd v＝πd 3v .二、对质谱仪原理的理解例2 如图6是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的场强分别为B 和E .平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2.平板S 下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是( )图6A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面对外C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E BD ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的荷质比越小解析 依据Bqv ＝Eq ，得v ＝E B ，C 正确；在磁场中，B 0qv ＝m v 2r ，得q m ＝vB 0r，半径r 越小，荷质比越大，D 错误；同位素的电荷数一样，质量数不同，在速度选择器中电场力向右，洛伦兹力必需向左，依据左手定则，可推断磁场方向垂直纸面对外，A 、B 正确． 答案 ABC三、对回旋加速器原理的理解例3 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属扁盒，两盒分别和一高频沟通电源两极相接，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心旁边，若粒子源射出的粒子电荷量为q ，质量为m ，粒子最大回旋半径为R max .求： (1)粒子在盒内做何种运动； (2)所加交变电流频率及粒子角速度； (3)粒子离开加速器时的最大速度及最大动能．解析 (1)带电粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大．(2)粒子在电场中运动时间极短，因此高频交变电流频率要等于粒子回旋频率，因为T ＝2πmqB，回旋频率f ＝1T ＝qB 2πm ，角速度ω＝2πf ＝qB m.(3)由牛顿其次定律知mv 2maxR max＝qBv max则R max ＝mv max qB ，v max ＝qBR maxm最大动能E kmax ＝12mv 2max ＝q 2B 2R 2max2m答案 (1)匀速圆周运动 (2)qB 2πm qBm(3)qBR max m q 2B 2R 2max 2m方法点拨 回旋加速器中粒子每旋转一周被加速两次，粒子射出时的最大速度(动能)由磁感应强度和D 形盒的半径确定，与加速电压无关．洛伦兹力的应用—⎪⎪⎪⎪—磁偏转的特点：只变更粒子速度的方向，不变更粒子速度的大小—应用—⎪⎪⎪—质谱仪—回旋加速器1．(带电粒子在磁场中运动的基本问题)如图7所示，水平导线中有电流I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I 的方向相同，则电子将( )图7A ．沿路径a 运动，轨迹是圆B ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越大C ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越小D ．沿路径b 运动，轨迹半径越来越小 答案 B解析 由左手定则可推断电子运动轨迹向下弯曲，又由R ＝mvqB知，B 越来越小，R 越来越大，故电子的径迹是a ，故选B.2．(对回旋加速器原理的理解)在回旋加速器中( ) A ．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋 B ．电场和磁场同时用来加速带电粒子C．磁场相同的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大D．同一带电粒子获得的最大动能只与沟通电压的大小有关，而与沟通电压的频率无关答案AC解析电场的作用是使粒子加速，磁场的作用是使粒子回旋，故A选项正确，B选项错误；粒子获得的动能E k＝qBR22m，对同一粒子，回旋加速器的半径越大，粒子获得的动能越大，与沟通电压的大小无关，故C选项正确，D选项错误．3. (带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题)如图8所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场．其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1∶t2为(重力不计)( )图8A．1∶3B．4∶3C．1∶1D．3∶2答案 D解析如图所示，可求出从a点射出的粒子对应的圆心角为90°.从b点射出的粒子对应的圆心角为60°.由t＝α2πT，可得：t1∶t2＝3∶2，故选D.4．(利用磁场限制粒子的运动)如图9所示，带负电的粒子垂直磁场方向沿半径进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角，已知带电粒子质量m＝3×10－20kg，电荷量q＝10－13C，速度v0＝105m/s，磁场区域的半径R＝0.3m，不计重力，则磁场的磁感应强度为________．图9答案0.058T解析画进、出磁场速度的垂线得交点O′，O′点即为粒子做匀速圆周运动的圆心，据此作出运动轨迹AB，如图所示．此圆半径记为r.连接O ′A ，O ′AOA＝tan60° r ＝3R带电粒子在磁场中做匀速圆周运动F 洛＝F 向Bqv 0＝ma 向＝mv 20rB ＝mv 0qr ＝3×10－20×10510－13×0.33T＝330T≈0.058T.题组一 对质谱仪、速度选择器和回旋加速器的理解 1.图1图1为一“滤速器”装置示意图．a 、b 为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入a 、b 两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在a 、b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO ′运动，由O ′射出．不计重力作用．可以达到上述目的的方法是( ) A ．使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面对里 B ．使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面对里 C ．使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面对外 D ．使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面对外 答案 AD图22．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图2所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x ，可以推断( ) A ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越大 B ．若离子束是同位素，则x 越大，离子质量越小 C ．只要x 相同，则离子质量肯定相同 D ．只要x 相同，则离子的荷质比肯定相同 答案 AD解析 由动能定理qU ＝12mv 2.离子进入磁场后将在洛伦兹力的作用下发生偏转，由圆周运动的学问，有：x ＝2r ＝2mv qB ，故x ＝2B 2mUq，分析四个选项，A 、D 正确，B 、C 错误．3．有一混合正离子束先后通过正交电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，假如这束正离子在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的( ) A ．速度和荷质比 B ．质量和动能 C ．电荷量和质量 D ．速度和质量 答案 A解析 由于离子束先通过速度选择器，这些离子必具有相同的速度；当这些离子进入同一匀强磁场时，偏转半径相同，由R ＝mv qB可知，它们的荷质比也相同．故选项A 正确． 4.图3如图3所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D 形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．下列说法正确的有( ) A ．粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D 形盒的半径的增大而增大 B ．粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大 C ．高频电源频率由粒子的质量、电荷量和磁感应强度确定 D ．粒子从磁场中获得能量答案 AC解析 当粒子从D 形盒中出来时速度最大，由qv m B ＝m v 2mR 其中R 为D 形盒半径，得v m ＝qBR m，可见最大速度随磁感应强度和D 形盒的半径的增大而增大，A 正确． 题组二 利用磁场限制带电粒子运动5．如图4所示，在x >0、y >0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面对里，大小为B .现有一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，从x 轴上到原点的距离为x 0的P 点，以平行于y 轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y 轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知( )图4A ．不能确定粒子通过y 轴时的位置B ．不能确定粒子速度的大小C ．不能确定粒子在磁场中运动所经验的时间D ．以上三个推断都不对 答案 D解析 带电粒子以平行于y 轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y 轴的方向射出此磁场，故带电粒子肯定在磁场中运动了14周期，从y 轴上距O 为x 0处射出，回旋角为90°.由r ＝mvBq 可得v ＝Bqr m ＝Bqx 0m ，可求出粒子在磁场中运动时的速度大小，又有T ＝2πx 0v ＝2πmBq，可知粒子在磁场中运动所经验的时间．故选D.6．如图5所示，在x >0，y >0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy 平面对里、大小为B ，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x 轴上的P 点以不同的初速度平行于y 轴正方向射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则( )图5A ．初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B ．初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C ．在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子D ．在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子答案 AD解析 明显图中四条圆弧中①对应的半径最大，由半径公式R ＝mvqB可知，质量和电荷量相同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大，半径越大，A 对，B 错；依据周期公式T ＝2πmqB知，当圆弧对应的圆心角为θ时，带电粒子在磁场中运动的时间为t ＝θmqB，圆心角越大，则运动时间越长，圆心均在x 轴上，由半径大小关系可知④的圆心角为π，且最大，故在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子，D 对，C 错．7.空间存在方向垂直于纸面对里的匀强磁场，如图6所示的正方形虚线为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其荷质比相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是( )图6A ．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间肯定不同B ．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹肯定相同C ．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹肯定相同D ．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角肯定越大 答案 BD 解析由于粒子荷质比相同，由r ＝mvqB可知速度相同的粒子运动半径相同，运动轨迹也必相同，B 正确．对于入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，而由T ＝2πmqB知全部粒子在磁场中的运动周期都相同，A 、C 皆错误．再由t ＝θ2πT ＝θmqB可知D 正确．故选B 、D.8．如图7所示，在边界PQ 上方有垂直纸面对里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是( )图7A ．在磁场中的运动时间相同B ．在磁场中运动的轨道半径相同C ．出边界时两者的速度相同D ．出边界点到O 点的距离相等 答案 BCD9．如图8所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面对里，磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A 点(图中未画出)时速度方向与x 轴的正方向相同，不计粒子的重力，则( )图8A ．该粒子带正电B ．A 点与x 轴的距离为mv2qBC ．粒子由O 到A 经验时间t ＝πm3qBD ．运动过程中粒子的速度不变 答案 BC解析 依据粒子的运动方向，由左手定则推断可知粒子带负电，A 项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变更，D 项错；粒子做圆周运动的半径r ＝mv qB，周期T ＝2πmqB，从O点到A 点速度的偏向角为60°，即运动了16T ，所以由几何学问求得点A 与x 轴的距离为mv2qB ，粒子由O 到A 经验时间t ＝πm3qB ，B 、C 两项正确．题组三 综合应用10．长为l 的水平极板间有垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，两极板不带电．现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采纳的方法是( ) A ．使粒子的速度v <Bql 4mB ．使粒子的速度v >5Bql4mC ．使粒子的速度v >Bql mD ．使粒子的速度Bql 4m <v <5Bql 4m答案 AB解析 如图所示，带电粒子刚好打在极板右边缘时，有r 21＝(r 1－l 2)2＋l 2又r 1＝mv 1Bq， 所以v 1＝5Bql4m粒子刚好打在极板左边缘时，有r 2＝l 4＝mv 2Bq ，v 2＝Bql4m综合上述分析可知，选项A 、B 正确．11.如图9所示，一个质量为m 、电荷量为－q 、不计重力的带电粒子从x 轴上的P (a,0)点以速度v ，沿与x 轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y 轴射出第一象限，求：图9(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)穿过第一象限的时间． 答案 (1)3mv 2qa (2)43πa9v解析(1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹，由图中几何关系知：R cos30°＝a ，得：R ＝23a3Bqv ＝m v 2R 得：B ＝mv qR ＝3mv 2qa.(2)运动时间：t ＝120°360°×2πm qB ＝43πa 9v.12．如图10，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直于xOy 所在纸面对外．某时刻在x ＝l 0、y ＝0处，一质子沿y 轴负方向进入磁场；同一时刻，在x ＝－l 0、y ＝0处，一个α粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直．不考虑质子与α粒子的相互作用，设质子的质量为m ，电荷量为e .则：图10(1)假如质子经过坐标原点O ，它的速度为多大？(2)假如α粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，α粒子的速度应为何值？方向如何？ 答案 (1)eBl 02m(2)2eBl 04m ，方向与x 轴正方向的夹角为π4解析 (1)质子的运动轨迹如图所示，其圆心在x ＝l 02处，其半径r 1＝l 02.又r 1＝mveB ，可得v ＝eBl 02m.(2)质子从x ＝l 0处到达坐标原点O 处的时间为t H ＝T H 2，又T H ＝2πm eB ，可得t H ＝πmeB.α粒子的周期为T α＝4πm eB ，可得t α＝T α4两粒子的运动轨迹如图所示由几何关系得r α＝22l 0，又2ev αB ＝m αv 2αr α，解得v α＝2eBl 04m ，方向与x 轴正方向的夹角为π4.。
磁场对运动电荷的作用力教案
《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。
磁场对运动电荷的作用力优质课比赛教学设计 精品
《磁场对运动电荷的作用力》教学设计本节教材的重点是洛仑兹力产生的条件，洛仑兹力的大小和方向，难点是公式f=Bqv的推导，为突出重点和难点，该节内容不涉及带电粒子在磁场中的运动轨迹等问题。
洛仑兹力与重力、弹力及摩擦力相比是比较抽象的，理解上也有一定的难度。
直接指出该力的产生原因再进行推导，最后由实验验证也完全可以。
然而考虑到该力的抽象性，从已知的安培力产生的本质原因入手，来解决这个问题会使学生更容易接受洛仑兹力大小计算式（f=qvBsinθ）的推导体现了物理与数学两门学科密切的关系，善于利用数学工具解决物理问题是学好物理必不可少的前提条件之一。
整体教学过程安排的设想是为了培养学生用分析、猜想、实验（观察）、理论验证的科学方法探求新知识的能力〖教学目标〗1．知识和技能：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．过程和方法：①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。
，然后启发指导学生自己推导公式f=qvB。
②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。
3.情感态度与价值观: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”【重点·难点·疑点及解决办法】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。
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。
磁场对运动电荷的作用力说课稿.
磁场对运动电荷的作用一:教材分析1、教材的地位和作用:本节是人教版选修 3-1第三章第 5节的内容,是在学习了安培力之后,对安培力的延续,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。
学好本节,对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析, 对利用功能关系解力学问题,有很大的帮助。
2、重难点:a 重点:让学生理解安培力是洛伦兹力的宏观表现; 让学生学会洛伦兹力方向的判断及大小的计算; 理解洛伦兹力产生的条件和特征。
b 难点:洛伦兹力公式的推导; F 、 V 、 B 三者的方向关系;洛伦兹力在力学中的综合应用。
二:目标分析1、知识与技能:a 知道什么是洛伦兹力, 知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时, 电荷受到的洛伦兹力最小; 电流方向与磁感应强度方向垂直时, 电荷受到的洛伦兹力最大, 大小等于 qvB.b 会用公式 F=qvB解答有关问题。
c 会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题。
d 培养学生推理 ---假设 ---实验验证的思维方法。
2、情感与价值观:提高学生保护环境的意识。
三:过程分析教师创设情景 :通过演示仪向学生展示在不加磁场时电荷的运动情况 (电荷沿直线运动 , 以及运动电荷在磁场中的运动情况 (在磁场发生偏转 , 从而得出磁场对运动电荷有力的作用, 叫做洛伦兹力。
教师提出问题, 引入新课:该力有哪些特点呐?本节课我们就来探究这一问题。
教师提出问题:1、对比洛伦兹力和安培力。
洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力,磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的。
得出磁场对电流的作用力是磁场对运动电荷作用力的宏观体现,即安培力是洛伦兹力的宏观体现。
2、应用对比洛伦兹力要受磁场与导线方向 (电流方向的影响,所以洛伦兹力也要受到电荷运动方向和磁场方向的影响。
1、电荷运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大。
2、电荷运动方向与磁场方向平行时, 洛伦兹力为 0。
3、电荷运动方向与磁场方向成任意夹角时,洛伦兹力介于 0和最大之间。
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“磁场对运动电荷的作用力”教学设计
【摘要】以新的物理课程标准的教学理念为指导,以知识为载体，能力为目标，在学习与探索过程中让学生会积极主动地获取知识，培养学生探究及合作交流的能力,学会科学研究的方法与技能，为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。
【关键词】中学物理研究洛伦兹力教学设计
1.教学内容
本节是人民教育出版社出版的《物理》选修模块3-1第三章“磁场”的第五节“研究洛伦兹力”。
主要教学内容：
1.1 认识洛伦兹力:通过日常生活中的现象,提出假设:磁场对运动电荷有作用力,再通过实验验证得出洛伦兹力存在。
1.2 洛伦兹力方向:通过讨论洛伦兹力与安培力的关系,从理论上得出判断洛伦兹力方向的方法——左手定则，再通过实验验证左手定则。
1.3 洛伦兹力的大小: 由安培力公式F=BIL从理论上导出洛伦兹力公式F=qvB.
1.4 洛伦兹力的特点：洛伦兹力对运动电荷不做功。
2.学情分析
高二的学生已具有一定的观察能力和逻辑推理能力,对现象——假设——理论推导——实验验证等科学研究方法有一定的基础，但仍有待提高。
学生在学习了安培力，但对产生安培力的本质（即对微观现象）的理解感到有难度。
本节课以学生自主探究规律为主导线，通过实验创设各种问题情景、引导，激发学生学习的兴趣，促进学生积极思维。
学生通过讨论，体验科学探究的方法和过程，对物理知识能有进一步的理解，从而把传授知识与能力的培养有机的结合在一起。
让学生掌握分析研究物理的基本方法。
3.教学设计思想
以新的物理课程标准的教学理念为指导,以知识为载体，能力为目标，在学习与探索过程中让学生会积极主动地获取知识，培养学生探究及合作交流的能力,学会科学研究的方法与技能，为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。
4.教学目标
4.1 知识与技能。
（1）知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向。
（2）知道洛伦兹力大小的推导过程。
（3）理解洛伦兹力对电荷不做功。
（4）会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。
4.2 过程与方法。
（1）通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力。
（2）通过推导洛伦兹力的公式,培养学生的逻辑推理能力。
（3）通过演示实验,培养学生的观察能力。
4.3 情感态度与价值观。
（1）培养学生实事求是实验的科学态度与科学精神。
（2）让学生体会科学研究最基本的思维方法:“推理-假设-实验验证”。
5.重点与难点
重点：洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算公式的推导。
难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。
6.教学过程
情境导入。
展示美丽的极光图片。
请问：这些美丽的极光一般出现在什么区域?(地球的南、北极地区)
极光是来自大气外的宇宙射线（即一束束高速带电粒子流）撞击大气中的粒子（氧、氮原子），使之电离发光。
由于受到地球磁场的作用，高速带电粒子流大多数集中在地球南北两极。
这说明了磁场对运动电子流有作用力。
观察、思考、讨论并发表自己的见解。
通过生活现象，吸引学生的注意力，激起疑问，引发思考，从而创设良好的
教学情景导入课题。
引导学生猜想：磁场对运动电荷有力的作用。
演示实验并介绍实验原理：
(1)介绍阴极射线管:阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，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，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。
(2)演示:在没有外磁场时，电子束沿直线运动;将蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了偏转。
提问:电子束的偏转说明了什么?(受力)
这个力是谁施加的呢?(磁场)
（3）结论：磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫洛伦兹力.之所以叫洛伦兹力是为了纪念荷兰物理学家洛伦兹为命名的。
引:洛伦兹力既然是一个力,那我们应该研究它的什么呢?(大小、方向、特点)
（1）从现象中总结规律,提出猜想。
（2）观看演示实验并分析实验现象,得出结论。
(体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。
(洛仑兹力方向的探究)
引导学生思考:安培力与洛伦兹力之间的关系?【电流是由定向运动的电荷所形成的，安培力是作用在运动电荷上的力（洛伦兹力）的宏观表现（安培力是洛伦兹力的合力）。
】
并引导学生思考下面问题：
(1)安培力的方向如何判定？(请将甲、乙两图的安培力标出来)
(2)电流方向与电荷运动方向的关系？
(3)安培力的方向与洛伦兹力方向的关系？
(4)洛伦兹力的判定方法？
猜想:判定方法——左手定则
用实验验证: 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。
在黑板上作图表示，让同学找出判断方法。
引导学生总结洛伦兹力的方向的判断——左手定则的具体内容。
伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向，若四指指向是负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
(1)讨论交流得出安培力产生的本质原因,从而推理得出判断洛伦兹力的方法；
(2)观察实验现象看是否与理论推导相符合；
(3)在具体问题中学会运用左手定则判定洛伦兹力方向。
培养学生科学研究最基本的思维方法:分析推理——猜想——实验验证——得出结论。
洛伦兹力大小的探究：
既然我们已经知道的洛伦兹力方向的判断方法，让我们试着分析一下极光为什么总是出现在两极？
下面我们根据导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,你能否通过电流受到的安培力的计算式从理论上导出运动电荷受到的洛伦兹力的计算式呢？
点拔学生:注意分析问题情景的关键点。
问题情景：
(1)设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动的平均速率为v.则导线中的电流I等于多大?（I=nqvS.）(应先建立物理模型(教材图3．5-3)，再循序渐进有条理地推导，这一个过程可放手让学生完成，体现学习的自主性。
)
(2)导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,导线受到的安培力有多大?（F安=BIL）
(3)这段导线中含有的运动电荷数为多少？（N=nLS）
(4)安培力F安可以看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，则每个电荷所受的洛伦兹力多大？（f=qvB）
（巡视学生推导情况，并进行根据实际情况进行个别指导；点评学生的成果，并进一步引导学生分析结论。
）
提问：使用该公式计算时，各物理量的单位分别取什么？（f（N），q(C)，v(m/s)，B(T).）
提问：该公式的适用条件是什么？(电荷的运动方向与磁场方向垂直。
)
该公式用文字如何表述？
当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积. 即F = qvB
点拔：当v∥B时,F=0
学生思维发散：当v与B既不垂直，又不平行时，洛伦兹力的大小又如何求？
提示：可将磁感强度或速度分解，设当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时, F = qvBsinθ,此问题教学大纲不做要求，有兴趣的同学课下再探讨。
洛伦兹力特点的探究：通过问题情景引导学生总结洛伦兹力的特点。
思考：洛伦兹力对运动的电荷是否做功？
由于洛伦兹力只改变粒子的运动方向，不改变粒子的运动快慢。
洛伦兹力的知识在现代科技中有着广泛的应用。
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（介绍各部分的作用97页）。
讨论分析问题，并总结出洛伦兹力的特点培养学生运用知识和总结规律的能力。
小结
通过本节课的学习你有什么收获?
(培养学生善于反思、总结的习惯)
课后作业
1．当运动电荷的速度v与磁感应强度B的夹角为θ时,导出运动电荷所受洛伦兹力的公式。
2．课外阅读了解显像管的工作原理，并将其与示波器的工作原理进行比较。
3．安培力可以做功，而洛伦兹力永远不做功，而安培力又是洛伦兹力的宏观表现，这两个结论不矛盾吗？（做为本周课下探讨课题，时间一个周）。