14.4《洛伦兹力》教案

学科课时教案

课题：洛伦兹力

课型：理论总序第3个教案章节：14.4

编写时间：2020年2月执行时间：

教学目标与要求：

(一)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—洛伦兹力的方向。

2.理解安培力是洛伦兹力的宏观表现。

3.根据磁场对电流的作用和电流强度的知识推导洛伦兹力的公式F=qvB，并掌握该公式的适用条件，熟练地应用公式F=qvB进行洛伦兹力大小的计算。

重点、难点：

1.由安培力的方向导出判定洛伦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）导出洛伦兹力（微观量）的表达式。

教具：

课前五分钟说话训练内容：

教学程序：

14.4洛伦兹力

一、复习

1．磁场对电流有作用力，这个力叫安培力，安培力的大小与哪些因素有关？写出安培力的表达式。

F 。

导线的长度、导线中的电流，BIL

2．左手定则的内容？安培力的方向与电流、磁场的方向有什么关系？

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入掌心，四指指向电流的方向，则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。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。

3．我们曾经学过电流，电流的大小是怎样定义的？电流的流向与电荷的运动方向有怎样的关系？

电流的定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用的时间t的比值称为电流。规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

二、新课

（一）洛伦兹力

观察实验，演示阴极射线在磁场中的偏转现象。说明磁场对运动电荷有力的作用。

【思考问题】

（1）什么是洛伦兹力，猜想洛仑兹力和安培力有何关系？

磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。安培力是洛伦兹力的

宏观表现；洛伦兹力是安培力的微观本质。

（2）观察电子束的偏转，猜想洛伦兹力方向与哪些因素有关？

洛伦兹力的方向不仅跟磁场方向垂直，而且也跟电荷的运动速

度方向垂直。

（二）洛伦兹力的大小

如何定量描述洛伦兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型，推导出洛伦兹力的计 算式：

设有一段长度为L 的通电导线，横截面积为S ，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电量为q ，定向移动的平均速率为v ，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度B 的匀强磁场中,

1.这段导线中电流I 的微观表达式是多少？nqvS I =

2.这段导体所受的安培力为多大？BnqvSL F =

3.这段导体中含有多少自由电荷数？LSn N =，每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为 多大？ ==

N F f qvB LSn BnqvSL =

【思考问题】

①f=qvB 的适用条件如何？

当电荷速度V 的方向与磁感应强度B 的方向垂直时。

②当电荷速度v 的方向与磁感应强度B 的方向平行时，洛伦兹力f 又怎样？

零。

问题1：电子的速率s m v /1036

⨯=，垂直射入B=0.10T 的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？

）（N qvB f -14691104.810.01031060.1⨯=⨯⨯⨯⨯==-

（三）洛伦兹力的方向

通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是通电导线在磁场中所受安培力的微观本质。所以洛伦兹力的判断也遵循左手定则。

（1）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 面内，让磁感线穿入手心，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。（若负电荷怎么判断？）

（2）左手定则中四指的指向：与电流流向一致；与正电荷运动方向一致；与负电荷运动方向相反。

思考讨论：洛伦兹力做功吗？为什么？

（3）洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。 洛伦兹力永远不做功。

问题2：在图中标出运动电荷所受洛伦兹力的方向。

宏观 微观

v v

5.如图所示，在阴极射线管中电子流的方向由左向右，其正上方放置一根通有方向向右的直流电的导线，则阴极射线将（）

A、向下偏转

B、向上偏转

C、向纸外偏转

D、向纸内偏转

解析：根据安培定则判断可知：通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，向右运动，由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向下，所以阴极射线向下偏转，故A正确，BCD错误。

答案：A。

6.P83第1题；

7.P83第2题。

四、布置作业

1.P84：第4题。

作业批改情况记载：

后记：