洛伦兹力的应用教案
2024-2025学年高中物理第3章5洛伦兹力的应用教案教科版选修3-1
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6. 课堂小结（5分钟）
目标： 回顾本节课的主要内容，强调洛伦兹力的重要性和意义。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括洛伦兹力的基本概念、组成部分、案例分析等。
强调洛伦兹力在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用洛伦兹力。
七、课堂
1. 课堂评价：通过提问、观察、测试等方式，了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。
提问：在教学过程中，教师可以通过提问的方式了解学生对洛伦兹力的理解程度。针对关键概念和知识点，教师可以设计一些开放性问题，引导学生进行思考和讨论，检查学生对知识的掌握情况。
观察：教师应时刻关注学生的学习状态，观察他们参与课堂活动的积极性和合作程度。观察学生在小组讨论中的表现，了解他们是否能够主动参与、积极思考，并与其他同学进行有效的沟通和合作。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解洛伦兹力的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用洛伦兹力解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论洛伦兹力的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
4. 学生小组讨论（10分钟）
目标： 培养学生的合作能力和解决问题的能力。
八、课后作业
1. 题目：计算电子在磁场中运动的速度
已知电子的质量为9.11×10^-31 kg，电荷量为1.60×10^-19 C，磁感应强度为0.5 T，电子的速度为1×10^6 m/s。求电子在磁场中运动的速度。
答案：电子在磁场中运动的速度为3.20×10^6 m/s。
2. 题目：洛伦兹力对电子轨道的影响
洛伦兹力的应用-鲁科版选修3-1教案
洛伦兹力的应用-鲁科版选修3-1教案一、教学目标1. 知识与能力目标•了解洛伦兹力的概念和表达式；•了解洛伦兹力的作用；•掌握洛伦兹力在实际应用中的运用。
2. 过程与方法目标•通过实际案例掌握洛伦兹力的应用方式；•通过课堂实验和电磁场分析软件的模拟实验提高学生分析问题的能力；•通过小组合作和信息交换提高学生的团队协作和表达能力。
3. 情感态度与价值观目标•加深对物理理论知识的了解和兴趣，增强实际应用意识；•培养学生实验精神，养成科学态度和实验精神，增强科学素质；•培养学生创新能力和解决实际问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点•洛伦兹力的概念和表达式；•洛伦兹力在实际应用中的运用。
2. 教学难点•洛伦兹力与应用问题的联系，如何在实际问题中应用洛伦兹力。
三、教学内容和过程1. 教学内容（1）洛伦兹力的介绍•什么是洛伦兹力；•洛伦兹力的表达式；•洛伦兹力的作用。
（2）电子在磁场中的运动•定义垂直于磁场和电子速度的洛伦兹力；•电子在磁场中做匀速圆周运动的分析；•磁感应强度和磁场对电子的影响。
（3）洛伦兹力在电工中的应用•电磁感应定律的基本原理；•动态电子角动量守恒定律；•洛伦兹力在电机中的应用。
2. 教学过程（1）导入教师通过提问，引出本节课所要学习的内容和目的，让学习者了解洛伦兹力的概念和表达式。
（2）学习学生通过教师的讲解和课后阅读，了解洛伦兹力的表达式和在实际应用中的作用。
（3）探究教师通过课堂实验和电磁场分析软件的模拟实验，让学生掌握洛伦兹力的应用方式，并分析实验中出现的问题。
（4）展示学生通过小组合作和信息交换，将自己学习到的成果汇报给其他同学，并与其他同学进行讨论和交流。
（5）总结教师对本节课所要学习的内容进行总结，强调学生需要掌握的重点和难点。
四、教学评价1. 评价方式本节课采取自评、互评和教师评价三者相结合的方式。
2. 评价要求自评、互评和教师评价主要从知识掌握、实践能力和情感态度三方面进行评价。
《洛伦兹力与现代技术》教案
《洛伦兹力与现代技术》教案第一章：洛伦兹力的概念1.1 导入：通过介绍洛伦兹力的发现背景，激发学生的学习兴趣。
1.2 讲解洛伦兹力的定义和计算公式。
1.3 分析洛伦兹力在不同情况下的作用效果。
1.4 案例分析：磁铁和电流之间的洛伦兹力作用。
1.5 互动环节：学生分组讨论，分享对洛伦兹力的理解。
第二章：洛伦兹力在现代技术中的应用2.1 导入：介绍洛伦兹力在现代技术领域的重要性。
2.2 讲解洛伦兹力在电机和发电机中的应用。
2.3 分析洛伦兹力在电磁感应中的作用。
2.4 案例分析：洛伦兹力在磁悬浮列车中的应用。
2.5 互动环节：学生分组讨论，分享对洛伦兹力应用的理解。
第三章：洛伦兹力在电子设备中的影响3.1 导入：介绍洛伦兹力对电子设备的影响。
3.2 讲解洛伦兹力对电子运动的影响。
3.3 分析洛伦兹力在电子设备中的作用。
3.4 案例分析：洛伦兹力在液晶显示器中的作用。
3.5 互动环节：学生分组讨论，分享对洛伦兹力影响的看法。
第四章：洛伦兹力在现代交通技术中的应用4.1 导入：介绍洛伦兹力在现代交通技术中的应用。
4.2 讲解洛伦兹力在磁悬浮列车中的应用。
4.3 分析洛伦兹力在电动车中的作用。
4.4 案例分析：洛伦兹力在磁悬浮列车中的悬浮和导向作用。
4.5 互动环节：学生分组讨论，分享对洛伦兹力在交通技术中应用的看法。
第五章：洛伦兹力在现代通信技术中的应用5.1 导入：介绍洛伦兹力在现代通信技术中的应用。
5.2 讲解洛伦兹力在电磁波传播中的作用。
5.3 分析洛伦兹力在无线电通信中的重要性。
5.4 案例分析：洛伦兹力在手机通信中的作用。
5.5 互动环节：学生分组讨论，分享对洛伦兹力在通信技术中应用的看法。
第六章：洛伦兹力在粒子加速器中的应用6.1 导入：介绍洛伦兹力在粒子加速器中的重要作用。
6.2 讲解洛伦兹力在粒子轨迹控制中的作用。
6.3 分析洛伦兹力在粒子加速过程中的影响。
6.4 案例分析：洛伦兹力在大型强子对撞机中的作用。
高中物理 3.5 洛伦兹力的应用 教案1(教科版选修3-1)[ 高考]
![高中物理 3.5 洛伦兹力的应用 教案1(教科版选修3-1)[ 高考]](https://img.taocdn.com/s3/m/ac898231cc175527072208af.png)
3.5 洛伦兹力的应用教案1【教学目的】1.理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。
2.能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。
推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。
3.能通过定圆心，求半径，算圆心角的过程利用平几知识解决磁场中不完整圆周运动的问题。
4.了解带电粒子在磁场中偏转规律在现代科学技术中的应用。
（如质谱仪、回旋加速器等，了解我国在高能物理领域中的科技发展状况。
5.能应用所学知识解决电场、磁场和重力场的简单的综合问题，如速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等。
其中（1）~（2）为第1课时，（3）~（4）为第2课时，（5）为第3课时。
【教学重点】掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。
【教学难点】理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。
【教学媒体】洛仑兹力演示仪/回旋加速器FLASH/质谱仪图片。
【教学安排】【新课导入】上节课我们学习讨论了磁场对运动电荷的作用力──洛仑兹力，下面请同学们确定黑板上画的正负电荷所受洛仑兹力的大小和方向（已知匀强磁场B、正负电荷的q、m、v．）．通过作图，我们再一次认识到，洛仑兹力总是与粒子的运动方向垂直．所以洛仑兹力对带电粒子究竟会产生什么影响？这样一来粒子还能做直线运动吗？——改变速度的方向，但不变速度大小，所以如果没有其他力的作用，粒子将做曲线运动。
那么粒子做什么曲线运动呢？是不是向电场中一样的平抛运动？——不是，平抛必须是恒力作用下的运动，象匀强电场中的电场力或重力，但洛仑兹力会随速度的方向改变而改变，是变力。
板书（课题）：带电粒子在磁场中的运动．【新课内容】1.带电粒子在磁场中的运动规律研究带电粒子在磁场中的运动规律应从哪里着手呢？我们知道，物体的运动规律取决于两个因素：一是物体的受力情况；二是物体具有的速度，因此，力与速度就是我们研究带电粒子在磁场中运动的出发点和基本点．黑板上画的粒子，其速度及所受洛仑兹力均已知，除洛仑兹力外，还受其它力作用吗？严格说来，粒子在竖直平面内还受重力作用，但通过上节课的计算，我们知道，在通常情况下，粒子受到的重力远远小于洛仑兹力，所以，若在研究的问题中没有特别说明或暗示，粒子的重力是可以忽略不计的，因此，可认为黑板上画的粒子只受洛仑兹力作用．为了更好地研究问题，我们今天来研究一种最基本、最简单的情况，即粒子垂直射入匀强磁场，且只受洛仑兹力作用的运动规律．下面，我们从洛仑兹力与速度的关系出发，研究粒子的运动规律，洛仑兹力与速度有什么关系呢？第一、洛仑兹力和速度都与磁场垂直，洛仑兹力和速度均在垂直于磁场的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面，因此，粒子只能在洛仑兹力与速度组成的平面内运动，即垂直于磁场的平面内运动．第二、洛仑兹力始终与速度垂直，不可能使粒子做直线运动，那做什么运动？——匀速圆周运动，因为洛仑兹力始终与速度方向垂直，对粒子不做功，根据动能定理可知，合外力不做功，动能不变，即粒子的速度大小不变，但速度方向改变；反过来，由于粒子速度大小不变，则洛仑兹力的大小也不变，但洛仑兹力的方向要随速度方向的改变而改变，因此，带电粒子做匀速圆周运动，所需要的向心力由洛仑兹力提供．分析推理得出的结果是否正确呢？最好的方法就是用实验来验证．教师介绍洛仑兹力演示仪的构造、原理，然后操作演示不加磁场和加磁场两种情况下，电子射线的径迹．从演示中，同学们观察到的现象是什么？——在不加磁场的情况下，电子射线的径迹是直线；在加垂直于速度的匀强磁场情况下，电子射线的径迹是圆．这就证明了上述的分析、推理是正确的，到此，我们就可下结论了：带电粒子垂直射入匀强磁场，在只受洛仑兹力作用的情况下，粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。
高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案
高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案一、教学目标1. 让学生理解洛伦兹力的概念，知道洛伦兹力的大小、方向和作用点。
2. 让学生掌握洛伦兹力的计算方法，能够运用洛伦兹力公式进行简单计算。
3. 培养学生运用洛伦兹力解释实际问题的能力，提高学生的物理素养。
二、教学重点1. 洛伦兹力的概念及其大小、方向和作用点。
2. 洛伦兹力的计算方法。
3. 洛伦兹力在实际问题中的应用。
三、教学难点1. 洛伦兹力方向的理解和掌握。
2. 洛伦兹力计算方法的运用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考洛伦兹力的产生和作用。
2. 利用多媒体演示，帮助学生形象理解洛伦兹力的方向。
3. 实例分析，让学生学会运用洛伦兹力公式解决问题。
4. 小组讨论，培养学生的合作能力和口头表达能力。
五、教学内容1. 洛伦兹力的概念：介绍洛伦兹力的定义，说明洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力。
2. 洛伦兹力的大小：讲解洛伦兹力的大小公式F=qvB，分析影响洛伦兹力大小的因素。
3. 洛伦兹力的方向：讲解洛伦兹力的方向规律，即右手定则，让学生能够熟练判断洛伦兹力的方向。
4. 洛伦兹力的作用点：讲解洛伦兹力的作用点，即作用在运动电荷的速度方向上。
5. 洛伦兹力的计算方法：教授洛伦兹力的计算步骤，让学生能够运用公式进行简单计算。
6. 洛伦兹力在实际问题中的应用：分析实际问题，让学生学会运用洛伦兹力知识解决问题。
六、教学过程1. 引入新课：通过回顾电荷在电场中的受力，引导学生思考电荷在磁场中的受力情况。
2. 讲解洛伦兹力的概念：结合磁场和运动电荷，介绍洛伦兹力的定义。
3. 讲解洛伦兹力的大小：引导学生运用电荷在电场中的受力类比，理解洛伦兹力的大小公式。
4. 讲解洛伦兹力的方向：通过实际例子，讲解右手定则，让学生判断洛伦兹力的方向。
5. 讲解洛伦兹力的作用点：明确洛伦兹力作用在运动电荷的速度方向上。
6. 洛伦兹力的计算方法：引导学生运用公式进行洛伦兹力的计算。
洛伦兹力的应用-鲁科版选修1-1教案
洛伦兹力的应用-鲁科版选修1-1教案一、前置知识在学习本节内容前，需要掌握以下知识：•电场的基本性质和概念；•磁场的基本性质和概念；•电荷在电场中的受力情况；•洛伦兹力的概念和表达式。
二、教学目标本节课程主要培养学生的以下能力：1.理解洛伦兹力的概念，掌握洛伦兹力的表达式；2.理解电子在磁场中的受力情况；3.掌握洛伦兹力在实际应用中的作用，如电子枪等。
三、教学重难点本节课程的教学重点是：1.洛伦兹力的概念和表达式；2.电子在磁场中的受力情况；3.洛伦兹力在实际应用中的作用。
本节课程的教学难点是理解电子在磁场中的受力情况和掌握洛伦兹力在实际应用中的作用。
四、教学内容本节课程主要包括以下内容：1.洛伦兹力的概念和表达式；2.电子在磁场中的受力情况；3.洛伦兹力在实际应用中的作用。
4.1 洛伦兹力的概念和表达式洛伦兹力是指电荷在电磁场中受到的力，是电磁学的基本力之一。
它的表达式为：$F=q(\\mathbf{E}+\\mathbf{v}\\times\\mathbf{B})$其中，F为洛伦兹力的大小，q为电荷量，$\\mathbf{E}$为电场强度，$\\mathbf{v}$为电荷在磁场中运动的速度，$\\mathbf{B}$为磁场强度。
4.2 电子在磁场中的受力情况当一个电子在磁场中运动时，它会受到洛伦兹力的作用。
根据洛伦兹力的表达式，我们可以得到以下结论：•当电子的速度方向与磁场方向相同时，电子不受力作用；•当电子的速度方向与磁场方向垂直时，电子受到的力大小最大，方向垂直于电子的速度方向和磁场方向；•当电子的速度方向与磁场方向成任意角度时，电子将按照一定的轨迹运动。
4.3 洛伦兹力在实际应用中的作用洛伦兹力在实际应用中有很多重要的作用，其中最为典型的应用之一就是电子枪。
电子枪是利用电子在磁场中受力的性质来将电子加速并发射出去的一种装置。
电子在磁场中受到的洛伦兹力可以提供电子的加速能量，并将电子定向射出。
高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案
高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案一、教学目标1. 让学生理解洛伦兹力的概念，知道洛伦兹力的大小、方向和作用点。
2. 让学生掌握洛伦兹力的计算方法，能够运用洛伦兹力解释实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 洛伦兹力的定义2. 洛伦兹力的大小和方向3. 洛伦兹力的计算方法4. 洛伦兹力的作用点5. 洛伦兹力在实际问题中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。
2. 教学难点：洛伦兹力的方向和计算方法。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。
2. 采用案例分析法，分析洛伦兹力在实际问题中的应用。
3. 采用实验法，让学生通过实验观察洛伦兹力的方向和作用点。
五、教学过程1. 导入：通过回顾磁场的基本概念，引导学生进入洛伦兹力的学习。
2. 新课讲解：讲解洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。
3. 案例分析：分析洛伦兹力在实际问题中的应用，如电磁感应、电流的方向等。
4. 实验操作：安排学生进行洛伦兹力实验，观察洛伦兹力的方向和作用点。
5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，布置课后习题，引导学生进一步深入学习。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对洛伦兹力概念、大小、方向、计算方法和作用点的掌握情况。
2. 实验报告：评估学生在实验中对洛伦兹力方向的观察和理解能力。
3. 课后习题：通过课后习题的完成情况，了解学生对课堂所学知识的巩固程度。
七、教学反思1. 反思教学内容：根据学生的掌握情况，调整教学内容，确保学生能够系统地掌握洛伦兹力的相关知识。
2. 反思教学方法：根据学生的反馈，调整教学方法，提高教学效果。
3. 反思教学过程：总结课堂教学的优点和不足，改进教学过程，提高教学质量。
八、课后作业1. 请简述洛伦兹力的概念及其大小、方向、作用点。
2. 请举例说明洛伦兹力在实际问题中的应用。
洛伦兹力及其应用-鲁科版选修2-1教案
洛伦兹力及其应用-鲁科版选修2-1教案一、教学目标1.理解洛伦兹力的概念与公式。
2.掌握磁场对运动电荷所产生的力学作用。
3.理解洛伦兹力在电流、磁体、粒子束等方面的应用。
二、教学重点1.洛伦兹力的定义与公式。
2.磁场对运动电荷的作用。
三、教学难点1.应用洛伦兹力解决复杂问题。
2.精细描述粒子束传输。
四、教学内容1. 洛伦兹力的概念与公式洛伦兹力指的是磁场对运动电荷所产生的力，其计算公式为：$$ \\vec{F} = q(\\vec{E} + \\vec{v} \\times \\vec{B}) $$其中，$\\vec{F}$为洛伦兹力；q为电荷量；$\\vec{E}$为电场强度；$\\vec{v}$为电荷运动速度；$\\vec{B}$为磁感应强度。
其中，$\\vec{E}$因为在粒子运动的过程中变动不大且往往为零，所以洛伦兹力的计算主要与$\\vec{B}$有关。
2. 磁场对运动电荷的作用根据洛伦兹力的公式，当通过一个电流的导体的周围产生磁场时，等效于在导体周围产生了一个动量。
这个动量还可以推广到除导体之外的所有包含带电粒子的物体。
当电荷在磁场中运动时，洛伦兹力会对其产生作用。
当电荷平行于磁场方向运动时，洛伦兹力为零；当电荷垂直于磁场方向运动时，洛伦兹力最大。
因此，利用这个原理可以制造电场类比物体之间有吸引力/斥力的作用。
3. 洛伦兹力在电流、磁体、粒子束等方面的应用该现象的应用可以看作是电子在运动时被磁场束缚和操纵成为目标区域中的高速、密度大的激发粒子束。
粒子束传输是利用电磁场将带电粒子束加速并精确定向地传输到其它位置的一种现象。
在科学研究以及医疗领域中的放疗，利用洛伦兹力作用的推出，可以制造很好的治疗结果。
同样，在磁体领域中，洛伦兹力也体现得淋漓精致。
我们可以通过制造强度高、表面平整的磁场，来控制小型悬浮车辆和磁悬浮列车的运输。
最后，在工程维修、生产等领域中，我们可以用良好的导线、电源、元器件等设备来利用实验解决问题。
高中物理洛伦兹力教案
高中物理洛伦兹力教案
一、教学目标：
1. 了解洛伦兹力的概念和作用；
2. 掌握计算洛伦兹力的公式；
3. 通过实验与计算，探究洛伦兹力的影响因素。
二、教学重点与难点：
重点：洛伦兹力的概念和计算；
难点：洛伦兹力的实验探究。
三、教学准备：
1. 实验装置：导线、磁铁、电池、电子束管等；
2. 计算器、实验记录表。
四、教学过程：
1. 概念引入：介绍洛伦兹力的定义和作用，并与学生讨论其重要性；
2. 公式推导：引导学生推导洛伦兹力的计算公式；
3. 实验探究：让学生通过实验，探究电流、磁场强度和磁感应强度对洛伦兹力大小的影响；
4. 结果分析：引导学生分析实验结果，总结洛伦兹力的影响因素；
5. 拓展应用：讨论洛伦兹力在实际生活中的应用，如电子束管和电动机等；
6. 练习与检测：布置相关练习题，检测学生对洛伦兹力的理解。
五、教学反馈：
1. 教师及时对学生的实验结果进行评价和反馈；
2. 学生完成练习题，及时纠正错误，并巩固所学知识。
六、课后作业：
1. 完成相关练习题；
2. 思考洛伦兹力在生活中的应用，并写出个人见解。
通过本课教学，学生能够深入了解洛伦兹力的概念和作用，掌握计算洛伦兹力的方法，并通过实验探究洛伦兹力的影响因素，从而提高他们的物理学习兴趣和实验能力。
《第3节洛伦兹力的应用》教学设计(贵州省县级优课)x-物理教案
洛伦兹力教学设计提供了形象直观的感性认识，另一方面从生活走向物理；（二）讲授新课；1.洛伦兹力的方向；教师讲述：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹；我们用安培定则判断安培力的方向，因此可以用安培定；左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，；如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向；那到底是不是这样的呢，我们用阴极射线管实验来研究；磁场方向不变，洛伦兹力方提供了形象直观的感性认识，另一方面从生活走向物理，有利于激发学生的浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望。
（二）讲授新课1.洛伦兹力的方向教师讲述：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。
我们用安培定则判断安培力的方向，因此可以用安培定则判断洛伦兹力的方向。
（投影）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。
如果运动的是负电荷，则四指指向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。
那到底是不是这样的呢，我们用阴极射线管实验来研究一下：磁场方向不变，洛伦兹力方向与电子束运动方向的的关系：实验结论：当磁场方向不变时，运动方向改变，洛伦兹力方向也改变。
2、电子束运动方向不变，洛伦兹力方向与磁场方向的的关系：实验结论：当运动方向不变时，磁场方向改变，洛伦兹力方向也改变。
综上两个实验得出：洛伦兹力方向与磁场方向和电荷运动方向有关，且洛伦兹力方向与磁场方向垂直，与电荷运动方向也垂直，也就说，完全符合用安培定则来判断洛伦兹力所受到的力的方向。
2.洛伦兹力的大小磁场对运动点电荷的作用力。
1895年荷兰物理学家H.A.洛伦兹建立经典电子论时，作为基本假设提出来的，现已为大量实验证实。
洛伦兹力的公式是f＝q·v×B。
63洛伦兹力的应用学案1(鲁科版选修3-1).docx
6.3洛伦兹力的应用学案1时间问题【学习目标】专题学习如何求解在磁场中做匀速圆周运动的时间【学习重点】理解回旋角a【知识要点】因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由3=* =葺,T=am亦。
可见，要解带电粒子在磁场中运动的时间问题关键是抓住回旋角（X。
【典型例题】一、抓住冋旋角“屮，求解时间例1在真空中半径/ = 的圆形区域内有匀强磁场，其边界跟y轴在坐标原点0处相切，磁场B=0. 3T垂直于纸面向里，在0处有一放射源S可沿纸面向各个方向亠L=toxifi i e；ig射出速率均为v = i-2xlir«/s的带正电的粒子，已知粒子荷质比为■ 则粒子在磁场屮运动的最长时间t有多大？分析与解答由/二鴛可知，在V、号一定时，若a最大则qB q粒子在磁场中运动的时间就最长，且其所对的弦也最长。
然而入射点与出射点间的距离即弦长，所以粒子要在磁场中的运动时间最长，必定从0点进，而从M点岀（如图8所示）。
又因为£ = — = l.OxlC-8 xl.2xlO e x—» = 4.0xl0-a w0.3由弦SM和半径R可作出粒子在磁场中的运动轨迹。
由图易知所以，粒子在磁场屮运动的最长时间为£=空!—xlX）x10~*x 丄& =兰真10升祸303 9二、由“a=qT，应用偏向角（p求解时间例2如图所示，一束电子（质量为m,电量为e）以速度巾沿水平方向由S点射入垂直于纸面向里，磁感应强度为B,而宽度为d的匀强磁场。
射出磁场时的速度方向与竖直边界成30。
，则穿过磁场所用的时间是•I；x X ••II II II X X I分析与解答 直接应用求解，则需要画轨迹，工作量较大，且对于填空题而言，这属于 无用功。
因已知初速度和末速度的方向，易得偏向角申，若应用“a=(p''作为桥梁再应用 求解，则解题过程十分简单。
.cx-m (% 一%艸 WM所以，二寸矿—忑 三、由“a=2(T,应用弦切角卩求解时间例3如图10所示，在第I 象限内有垂直纸面向里的匀强磁 场。
《洛伦兹力的应用》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册(新课标)】
3 洛伦兹力的应用教学目标1.知道洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2.知道电偏转和磁偏转，知道显像管的构造和原理。
3.知道质谱仪和回旋加速器的构造、原理以及用途。
教学重难点教学重点知道质谱仪的构造，会应用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律分析相关问题。
教学难点知道回旋加速器的构造和加速原理，理解粒子的回旋周期与加速电场的变化周期的关系。
教学准备多媒体设备教学过程一、新课引入教师活动：学习电场后，我们根据电场使带电粒子发生偏转，了解了示波器的原理。
学习了磁场以后，磁场可以使带电粒子发生匀速圆周运动，这对我们的生活生产和科技有什么影响呢？二、新课讲授一、显像管1．显像管的工作原理教师提问：我们曾利用电场控制带电粒子的运动方向，能否利用磁场控制带电粒子的运动方向呢？为什么呢？学生回答：可以，因为带电粒子在磁场中可以做匀速圆周运动。
教师总结：通常，我们把利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转，把利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。
教师讲解：显像管是一种电子射线管，应用了电子束的磁偏转原理．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．在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的方向，强弱都在不断变化的磁场作用下，运动方向发生偏转，从而实现扫描，在荧光屏上显示图像。
二、质谱仪1．质谱仪的结构原理2．加速教师引导学生进行分析和推导：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得： qU ＝12mv 2①3．偏转带电粒子进入偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB ＝m v 2r 。
②4．由①②两式可以求出粒子的半径r 、质量m 、比荷q m 等。
其中由r ＝1B 2mUq，可知电荷量相同时，半径将随质量变化。
5．设粒子的质量为m 、带电量为q （重力不计）， 粒子经电场加速由动能定理有：qU ＝12mv 2①；粒子在偏转磁场中作圆周运动有：qvB ＝mv 2r②；可以用于分析同位素、测定其质量、荷质比和含量比。
6_3洛仑兹力的应用教案2(鲁科版选修3-1)
6.3 洛伦兹力的应用教案2一.三维教学目标1. 知识与技能：1)理解洛伦兹力对粒子不做功。
2)理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3)会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动中的半径、周期公式，并会用它们解答相关问题。
2.过程与方法：1)通过图片的信息提出问题，引导学生根据力学知识推测：运动电荷垂直射入磁场后，可能做圆周运动。
2)进一步通过实验探究，确认粒子的运动轨迹是圆形。
3)通过学生的分析推导，总结归纳出运动电荷做圆周运动的半径、周期。
3. 情感态度与价值观：通过讲述带电粒子在科技、生产与生活中的典型应用，培养学生热爱科学、致力于科学研究的价值观。
二. 教学重点：1)洛伦兹力是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力来源。
2)带电粒子做匀速圆周运动的半径和周期的推导。
3)解决磁场中圆周运动问题的一般方法：着重把握“一找圆心，二找半径三找周期或时间的规律。
三. 教学难点：准确理解和掌握带电粒子在匀强磁场中运动问题的分析方法。
四. 教学用具：环形线圈、投影仪、投影片五. 课型：新课六. 教学过程1、复习引入：如下图：师：导入图片一极光。
图片二：磁流体船。
分析：这些现象的原因实际上跟带电粒子在磁场中的运动相关。
当电荷在磁场中运动时，有什么规律？这就是我们这节课要探究的内容。
物理上公式的推导，定律的得出一般都是从最简单入手。
为简单起见，我们研究的是带电粒子在匀强磁场中的运动，且只受洛伦兹力作用。
探究一：带电粒子以一定的初速度v进入匀强磁场，在只受洛伦兹力的条件下，有几种情况？（分组讨论）1）、若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），粒子做什么运动？生：带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。
2）、若带电粒子垂直磁场方向进入磁场，猜测轨迹。
带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度v与磁场垂直，根据左手定则，其受洛伦兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动。
【教学设计】《洛伦兹力的应用》(教科版)
《洛伦兹力的应用》置；速度选择器、质谱仪、粒子回旋加速器、磁流体发电……，在强调试题要联系实际的今天，更赋予了新的热点含义。
洛仑兹力与电场力应用的综合性问题更能考察学生的分析和综（一）知识与技能1、知道利用磁场控制带电粒子的偏转2、理解质谱仪、回旋加速器的工作原理。
（二）过程与方法1、在思考、探讨活动中，体会、感悟用基本物理知识解决科学研究中问题的方法。
2、通过在质谱仪、回旋加速器等背景下研究带电粒子在场中的运动，强化电场加速、磁场偏转的意义及相关仪器的设计思路。
（三）情感、态度与价值观1、通过创设有意义的问题情境，激发学生探究问题的热情。
2、在解决问题的过程中，使学生进一步体验解决问题的基本分析方法。
3、通过介绍物理学家、物理学史等背景知识，激发学生创造性学习的热情；了解现代科技研究的发展近况，使学生领悟研究带电粒子在场中运动的实际意义。
【教学重点】回旋加速器的原理。
带电粒子在电场和磁场的受力、运动分析与现代科技应用的联系。
【教学难点】会利用洛伦兹力垂直于速度方向和几何关系找出粒子做圆周运动的圆心。
将实际问题转化为物理模型的研究方法。
演示实验器材，PPT ，导学案[问题]：判断下图中带电粒子（电量q ，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向，并判断带电粒子将做什么运动运动形式：运动形式：洛伦兹力：方向总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，只改变速度的方向。
真空条件下，匀强磁场限定在一个圆形区域内，该圆形的半径为r ，磁感应强度大小为B ，方向如图所示。
一个初速大小为v 0的带电粒子（m ，q ）沿磁场区域的直径方向从P 点射入磁场，粒子在洛伦兹力的作用下，在磁场中以半径R 绕O ′点做匀速圆周运动，从Q 点射出磁场时，速度大小仍是v 0，但速度方向已发生了偏转，设粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角度，（1）请画出带电粒子的运动轨迹并找出圆心O ′。
（2）思考：通过改变哪些条件控制带电粒子的偏转角度？（3）应用：显像管【讨论与交流1】（1）要使电子束打在A 点，磁场应沿什么方向？（2）要使电子束打在B 点，磁场应沿什么方向？（3）要使电子束在屏幕上位置由B 点移到A 点，偏转磁场怎样变化？总结：利用磁场控制带电粒子的运动方向特点是1、带电粒子（重力不计）在匀强磁场中匀速圆周运动时， 力提供向心力。
洛伦兹力的应用-鲁科版选修3-1教案
洛伦兹力的应用-鲁科版选修3-1教案一、教学内容概述本教学内容为鲁科版选修3-1中关于洛伦兹力的应用的教学。
本节课将深入讲解洛伦兹力的概念、公式及其应用，使学生掌握洛伦兹力的本质并能够熟练运用。
二、教学目标1.了解洛伦兹力的概念及其产生原因。
2.掌握洛伦兹力的计算公式。
3.理解洛伦兹力在电子运动轨道及质谱仪中的应用。
4.能够熟练运用洛伦兹力的计算及应用。
三、教学重点1.洛伦兹力的概念及其产生原因。
2.洛伦兹力的计算公式。
四、教学难点1.理解洛伦兹力在电子运动轨道及质谱仪中的应用。
2.能够熟练运用洛伦兹力的计算及应用。
五、教学方法1.讲授与互动交流相结合的教学模式。
2.通过引导学生思考、讨论和探究等方式，培养学生的独立思考和创新能力。
六、教学内容及进度安排第一课时：洛伦兹力的概念与表达式1.导入：引导学生了解电磁现象及其背后对称性原理。
2.讲解：介绍洛伦兹力的概念及其产生原因，并介绍洛伦兹力的表达式及示例。
3.分组讨论：组织学生进行分组讨论，通过绘制草图和讨论分析，深入理解洛伦兹力的本质及其计算公式。
教学时间：2学时第二课时：洛伦兹力的应用1.复习：回顾上节课的内容。
2.讲解：介绍洛伦兹力在电子运动轨道中的应用及其原理。
3.分组探究：组织学生分组探究，运用洛伦兹力解决各种实际问题，例如：探测器中的电子速度及质谱仪中离子质量的测量。
4.常见问题解答：回答学生在学习过程中遇到的常见问题。
教学时间：2学时第三课时：洛伦兹力的实际应用1.复习：回顾前两节课的内容。
2.实验演示：通过实验演示的方式，让学生亲身感受洛伦兹力在实际应用中的表现形式。
3.应用案例：通过引导学生分析各种实际应用案例，让学生进一步理解洛伦兹力的应用。
教学时间：2学时七、教学评估1.课堂练习及小组讨论的成果。
2.学生洛伦兹力应用案例分析的报告评估。
3.学生实验数据记录及分析报告的评估。
八、教学资源及参考资料1.鲁科版选修3-1教材。
2.电子书籍《电子、电磁和光学基础》。
洛伦兹力的应用教案
洛伦兹力的应用教学目标：1.知识与技能（1）理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。
（2）能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。
推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。
2.过程与方法多媒体和演示实验相结合3.情感态度及价值观培养科学的探究精神教学重点：掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。
教学难点：理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。
教具：洛伦兹力演示仪复习导入：提问学生带电粒子在磁场中的受力情况：（1）平行进入磁场中：F=0；粒子将做匀速直线运动。
（2）垂直进入磁场中：F=Bqv。
猜想：粒子将做什么运动教学过程：一、理论探究：匀速圆周运动的特点：速度大小不变；速度方向不断发生变化；向心力大小不变；向心力方向始终与速度方向垂直。
洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹力对带电粒子不做功且洛仑兹力大小不变。
洛伦兹力对电荷提供向心力，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。
二、实验演示：用Flash演示正电荷和负电荷垂直进入匀强磁场中得运动。
介绍洛伦兹力演示仪：（1）加速电场：作用是改变电子束出射的速度（2）励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心匀强磁场。
实验过程：a、未加入磁场时，观察电子束的轨迹；b、加入磁场时，观察电子束的轨迹；c、改变线圈电流方向时，观察电子束的轨迹。
结论：带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动。
提问：若带电粒子是以某个角度进入磁场时，运动轨迹是什么呢用Flash演示带电粒子以某个角度进入磁场时的运动轨迹。
提问：为什么轨迹是螺旋形小结：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件：（1）、匀强磁场（2）、B⊥V（3）、仅受洛伦兹力或除洛伦兹力外，其它力合力为零.三、半径与周期推导过程：得：提问：磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将增大。
2024-2025学年高中物理第3章5洛伦兹力的应用教案教科版选修3-1
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入洛伦兹力学习状态。
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的磁场对电流的作用力（安培力）的内容，帮助学生建立知识之间的联系。
提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为洛伦兹力新课学习打下基础。
学习者分析
1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了电流、磁场的基本概念，以及磁场对电流的作用力（安培力）的相关知识。他们对磁场中的力有一定的了解，但可能对洛伦兹力的计算方法和在实际中的应用还不够熟练。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高二学生对物理学科的兴趣整体较高，尤其是对实验和实践环节较为感兴趣。在学习能力方面，他们具备一定的逻辑思维和数学计算能力，但部分学生在面对复杂计算时可能会感到困惑。学生的学习风格各异，有的喜欢听课，有的喜欢动手实践。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决洛伦兹力问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的洛伦兹力错误，进行及时订正和讲解。
引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）
知识拓展：
介绍与洛伦兹力内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。
-测试：设计一些课堂测试题，检验学生对洛伦兹力的掌握程度，及时发现并解决他们的知识盲点。
2.作业评价
-批改：认真批改学生的作业，检查他们对洛伦兹力的计算方法和应用的掌握程度，及时发现并解决他们的错误。
-点评：对学生的作业进行详细的点评，指出他们的优点和不足，鼓励他们继续努力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
洛伦兹力的应用教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
洛伦兹力的应用
一、质谱仪
质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具
2、基本原理
将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直
进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同
而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类
3、推导
二、加速器
（一）、直线加速器
1．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，
qU=Ek．
2．直线加速器，多级加速
多级加速装置的原理图：(课本101页)
3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制．
（二）、回旋加速器
1、带电粒子在两D形盒中回旋周期两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速。
2、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能
为。
3、回旋的最大半径是R，加速后的最大能量是。
三、速度选择器
1、任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择
器。
2、带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）
才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。
否则将发生偏转。
即有确定的入口和出口。
3、这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都。
四、磁流体发电机
分析：电动势：，
电流：，
五、电磁流量计
分析：磁感应强度为B,分析导电液体的速度：
流量：Q=
六、霍尔效应
分析：电势高的面是：，两个面的电
势差：
【课堂练习】
( )1、关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是
A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用
B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的
C、只有电场能对带电粒子起加速作用
D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动
( )2、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，离子源S产生
的各种不同正离子束(速度可看作为零)，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S1的距离为x，可以判断
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，则离子质量一定相同
D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同
( )3、在两平行金属板间有正交的匀强电
场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射
入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时
动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是：
A.增大粒子射入时的速度
B.减小磁场的磁感应强度
C.增大电场的电场强度
D.改变粒子的带电性质
H)加速到( )4、一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(1
1
v，使它获得动能为E
，则：(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为
k
________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为________．
( )5、长方体金属块放在匀强磁场中，有电流流过金属块，如图3-7-14所示，则
A、金属块上下表面电势相等
B、金属块上表面电势高于下表面电势
C、金属块上表面电势低于下表面电势
D、无法判断上下表面电势高低
（）6、目前，世界上正在研究一
种新型发电机叫磁流体发电机。
如图所示表示
了它的发电原理：将一束等离子体垂直于磁场
方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，
这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。
如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，
等离子体充满两板间的空间。
当发电机稳定发电时，电流表示数为I ，那么板间等离子体的电阻率为 A.)(R I Bdv d S - B.)(R I BLv d S - C.)(R I
Bdv L S - D.)(R I BLv L S - （ ）7、为了测量某化工厂的污水排放量，技
术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该
装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右
两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B 的匀
强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充
满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U ．若用Q 表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是
A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B ．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关
C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关
8、串列加速器是用来产生高能离子的装置。
图中虚
线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部
b 处有很高的正电势U ，a 、
c 两端均有电极接地
（电势为零）。
现将速度很低的负一价碳离子从a 端输入，当离子到达ｂ处时，可被设在ｂ处的特殊装置将其电子剥离，成为n 价正离子，而不改变其速度大小。
这些正n 价碳离子从c 端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B 的匀强磁场中，在磁场中做半径为R 的圆周运动。
已知碳离子的质量为m=×10-26kg ，U =×105V ，B =，n =2，基元电荷e =×10-19C ，求R 。
9、如图所示为磁流体发电机示意图．其中两极板间距d＝
20cm，磁场的磁感应强度B=5T，若接入额定功率 P＝100
W的灯泡，灯泡正好正常发光，灯泡正常发光时的电阻R＝
400 Ω．不计发电机内阻，求：（1）等离子体的流速多大（2）若等离子体均为一价离子，则每秒钟有多少个什么性质的离子打在下极板．
10、如图所示．厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A’之间会产生电势差．这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U=kIB/d
式中的比例系数K称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛仑兹
力方向相反的静电力．当静电力与洛仑兹力达到平
衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势
差。
设电流I是电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，
电量为e．回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势下侧面A’的电势（填：高于、低于或等于）。
(2)电子所受的洛仑兹力的大小为。
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小
为。
(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数．。