磁场,磁场针对运动电荷所施加的作用力,存在这样一份教案,此教案的一、教学目标涵盖,在物理知识方面有着相应要求,具体而言,其中一点要求是,了解究竟什么才算是洛仑兹力。
②要明确,在磁场里,通电导线所受到的力,它其实是其中那些运动着的电荷,在磁场当中受到洛仑兹力的一种宏观上的体现。
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=θ)。
2 先通过仔细观察演示演示实验,然后去认识和验证带电粒子在匀强磁场当中的受力情况,利用这样的方式来培养学生的观察能力,以及分析问题的能力。
3.引领学生采用分析的方式,运用猜想的手段,借助实验(观察)的途径高中物理电荷仪器,凭借理论验证的办法,去探寻新的知识,以此增强他们的能力。
二、重点以及难点的分析,其一重点在于,要让学生去理解,安培力产生的根本原因是处于匀强磁场里的运动粒子受到了洛仑兹力的作用,并且还要掌握计算洛仑兹力大小的方法,以及判断洛仑兹力方向的方法。
2. 对洛仑兹力大小计算公式(f = θ)进行推导,这一过程存在一定抽象性,致使学生会在认识以及理解方面出现困难,此乃教学难点之中的一种情况,应当予以特别留意和重视。
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、主要教学进程(一)经由复习导入新课,如图1呈现,AB导体杆的端头分别借由细线悬吊于O1、O2两点之处,AB导体杆处于竖直朝着下方的匀强磁场当中。
问题是,当开关闭合之际,原本处于静止状况的导体杆状态将会怎样呢?而通电直导线处在垂直于其自身的匀强磁场当中时起步网校,会受到安培力的作用。
凭借左手定则,AB导体杆受到了一个垂直于黑板并且向外的安培力,所以AB导体杆会朝着黑板外这个方向运动。
就(二)来说,教学过程是怎样设计的,其中一点是,分析到底安培力产生的本源原因是什么,并且开关的闭合以及断开,这和导体杆有否受到安培力之间是存在关联的。
开关处于闭合状态以及处于断开状态究竟存在着什么样本质层面的差异呢?开关达成闭合之后,在AB这个区域当中存在着做定向移动的电荷,而在此时此刻,AB导体杆受到了安培力的作用。
开关断开之后,AB之中不存在做定向移动的电荷,AB这一导体杆不会受到安培力。
2.推测运动着的电荷于磁场里会受到磁场给出的力,安培力乃是数量众多的运动电荷所遭遇的磁场力展现而出的宏观情况。
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。
一种解决办法是,感应圈形成高压,将该高压施加于机械效应那种阴极射线管上,进而能够观察到,叶轮出现发光现象,并且叶轮发生转动。
若高压反向,则叶轮向相反方向转动。
这样的方法得到带负电的粒子流——阴极射线。
用改进的装置,直进阴极射线管进行实验。
介绍仪器结构后,外加高压,出现一条亮线。
加外部磁场并观察现象:亮线发生偏转。
猜测得到验证。
能够用亮线去展现的,是那种带有负电粒子流的运动轨迹,在外部磁场所施加的作用之下,此运动轨迹的方向产生了变化,这点表明其存在加速度,进而依据这一情况判定,带有负电的粒子受到了力的作用。
改变磁场的方向,观察磁场力的方向。
研究磁场方向与磁场力方向的关系并检验左手定则是否适用。
4.通过理论进行推导得出洛仑兹力,运动着的电荷,处于磁场当中,其所受到的力,被称作是洛仑兹力。
由于安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观表现高中物理电荷仪器,所以能够借助安培力来计算单个运动电荷所受力的大小f,也就是洛仑兹力。

首先,在恒定电流里,自由电荷的定向运动能够被看成是速度为v的匀速运动呢。然后引入分析,截取两横截面A和B。当AB导体杆中流过恒定电流I时 ,经历时间t0。接着会有N个带电量为q的粒子通过C截面。并且必定存在相同的N。也就是洛仑兹力的大小等于带电粒子的电量q。再加上电荷的速度大小v。还有磁感应强度B。以及速度与磁感应强度方向间夹角θ的正弦sinθ的乘积。
若q、v维持不变,那么洛仑兹力大小,将会因磁感应强度大小的改变,以及速度与磁感应强度方向夹角θ的变动,而发生变化。
当θ等于 90°时,也就是速度方向与磁感应强度相互垂直的情况,此时洛仑兹力达到最大;而当θ等于 0°或者θ等于 180°时,即速度方向与磁感应强度方向处于同一条直线上,这种状况下电荷所受到的洛仑兹力是最小的,其最小值等于零。
5.几个关键点①公式f=θ中, q、v、 B、θ的含义。
q:带电粒子所带电量的绝对值。
v:带电粒子运动的速率。
B:磁场磁感应强度的大小。
θ:带电粒子运动方向与磁感应强度方向夹角。
要用左手定则判断方向,就得让磁感线穿入手心,四指应指向正电荷运动的方向,如此这般,拇指所指的方向才是洛仑兹力的方向。
如果带电粒子所带的电性呈现为正,那么四指所指向的方向便是带电粒子的运动方向;要是带电粒子的电性是负,四指指向的则是粒子运动的相反方向。
(三)课堂小结本节课主要研究了一种新型的力——洛仑兹力。
我们清楚,所有磁现象,都能够被归结为,运动电荷之间,借助磁场的作用,这便是磁现象的电本质。
洛仑兹力恰恰是运动电荷在磁场所受到的作用。
它的方向仍然服从左手定则,它的大小用公式f=θ计算。
安培力,实际上,是大量带电粒子,这些粒子做规律运动时,所受洛仑兹力,而这是其宏观体现。
如图3展示的那般,有一带电粒子呈垂直状态射入一个方向是垂直纸面向外的匀强磁场之中,并且该粒子经过了P点,然后尝试去判断此带电粒子所带的电性。
问题一:存在一束粒子,这些粒子之中,存在带有正电性的粒子。同时,还存在带有负电性的粒子。并且,也存在不带电的粒子。那么,怎样将它们区分开来呢?问题二:借助一个垂直于粒子运动方向的磁场。要点五:阐明洛仑兹力跟重力相比,是较为抽象的。而且,跟弹力相比,也是较为抽象的。并且,跟摩擦力相比,同样是较为抽象的。在理解方面,存在一定的难度。
先是直接把该力的产生原因指出来,接着再去做推导,最后借助实验来验证,这样做也完全是可行的。
可是鉴于此力具备抽象特性,按照已知的安培力生成的根本缘由着手,去处理此问题会令学生更易接纳洛仑兹力大小计算式(f = θ)的推导展现出物理跟数学两门学科紧密的关联,擅长借助数学工具处理物理问题是学好物理不可或缺的前提条件之一。
教学过程整体安排的设想,旨在培育学生能力,此能力关于运用科学方法,这种科学方法包含分析,有猜想,要开展实验(观察),还需进行理论验证,以此种方式去探求新知识。
磁场,磁场对于运动电荷所产生的作用,教案,一、教学目标,1.借助实验去掌握左手定则,并且能够极为娴熟地运用左手定则来判定磁场针对运动电荷的作用力,也就是洛仑兹力的方向。
2.理解安培力是洛仑兹力的宏观表现。
3.依循磁场针对电流所产生的作用,以及电流强度方面的知识,对洛仑兹力的公式f=Bqv予以推导,并且要精准把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。
1.重点方面,存在着洛仑兹力方向进行判断时所运用的左手定则,以及洛仑兹力大小计算公式展开推导与之后使用等相关事宜,这是重点处。此处所提及的这种重点,是一种需要着重关注的内容。
2. 由于电荷存在正、负这两种类型 ,当运用左手定则去判断不同电荷所受的洛仑兹力方向的时候 ,需要着重表明四指所指向的方向应当是正电荷的运动方向 ,或者是负电荷运动的相反方向。
�.洛仑兹力计算公式的推导属于难点范畴,其中之一,此推导讲解清晰需从概念着手。
三、教具,有感应圈,还有低压直流电荷,这低压直流电荷可以是学生电源或者蓄电池,另外有电阴极射线管,以及蹄形永久磁铁,还有若干导线。
(一)引入新课部分中的四、主要教学过程里的 1.设问环节,是这样的:我们已然掌握了磁场对电流方面存在力的作用,以及安培力的产生条件和计算方法,那么磁场对于运动电荷是不是同样也有力的作用呢?回答是:有。
展开实验,此实验用于演示电子束于磁场当中的偏转情况,请同学们留意,当磁场方向发生改变之际,电子束的偏转方向也会跟着改变。
(二)教学过程设计,1. 洛仑兹力(板书),借助上述实验,促使学生思索,电子束于磁场中偏转的实验现象究竟揭示了什么,给出定义,磁场对运动电荷存有作用之力,将其称作洛仑兹力。

2.洛仑兹力产生的条件(板书)通过实验,师生共同得出。
结论是这样的,电荷的电量q不等于零,电荷的运动速度v不等于零,磁场相对运动电荷速度的垂直分量B⊥不等于零,这三个条件必须得同时要具备才行。
在此处,教师再度着重指出,当处于运动状态的电荷以垂直的方式进入磁场时,其所受到的磁场力的作用显现出最大的态势,而教材方面仅仅要求学生去掌握这种特定的情形。
3、洛仑兹力方向进行判断,(板书在此)进一步对于电子束垂直进入磁场这种情况时的偏转予以观察,并且将磁场方向做出改变。
在黑板上作图表示,让同学找出一种判断方法。
可以通过把联系安培力方向的判断推理进行参考,来确定洛仑兹力方向的判断方法,也就是左手定则。
结论:洛仑兹力的方向判断也遵循左手定则。
4.洛仑兹力的大小(板书)师生共同讨论得出。
提问:(1)怎样运用(单位体积当中包含的做运动的电荷数量n,每一个电荷所具备的电量为q,电荷的平均朝着一定方向移动的速率是v,导线的横截面积是S)n、q、v、S去表示处于通电状态下导线里面的电流强度I呢?教师绘制图形进行启发引导,学生自行展开讨论继而得出。(2)怎样从合力的角度出发,利用洛仑兹力f去表述安培力F的值呢?当处于通电导线其状态是垂直于磁场那一刻时,教师进行了相应的点拨,之后学生们开始独自运用自身思考去展开讨论,进而得出了F=LIB=Mf……②这样的结果,这里面N所代表的含义是导线之中电荷的总数,接下来要做的是,让学生凭借自身的能力依据上面所提到的二个式子去进一步推导得出一个运动电荷在其运动方向垂直于磁场方向这种情况下所受到的洛仑兹力的大小。
1. 将①代入②式:L乘以nvSq乘以B等于Nf,N等于nLS,f等于Bqv(4)。2.~提问:f等于Bqv的适用条件是~什么?3. 答:当电荷q以速度v垂直进入磁感应强度为B的磁场中,它所受的洛仑兹力f等于Bqv。
(三)小结安培力是洛仑兹力的宏观表现。
运动电荷q,以速度v垂直进入,磁感应强度为B的磁场中,它受到的洛仑兹力f为Bqv。
洛仑兹力的方向由左手定则来判断。
在电荷以运动速度进入磁场时,其运动速度呈现平行于磁场方向这种状态,此时电荷不会受到洛仑兹力的作用。
如图所示,有一运动电荷,其电量为q等于2乘以10的负8次方库仑,电性在图中已标明,运动速度v为4乘以10的3次方米每秒,存在匀强磁场,磁感应强度为B等于0.5特斯拉,求该电荷受到的洛仑兹力的大小和方向。
能够让六位同学前往黑板处,每人去演算一道并不复杂的小题,写出根据相关原理得出的用以计算洛仑兹力大小的公式,并且清晰地标明电荷所受作用力的方向。
2.有一带正电q的粒子,其以速度v沿着螺线管中轴线进入那个通电螺线管,要是不计重力的话,则A.带电粒子的速度大小会发生改变;B.带电粒子的速度方向会发生改变;C.带电粒子的速度大小保持不变;D.带电粒子的速度方向保持不变。
五、说明,1. 本节教材重点在于,洛仑兹力产生的条件,以及洛仑兹力的大小和方向,而难点是公式 f = Bqv 的推导,为突出重点与难点,该节内容不涉及带电粒子在磁场中的运动轨迹等问题。
那么接下来,严格来讲,洛仑兹力的大小,它等于电荷电量q,电荷速率v,磁感应强度B三者相乘,再乘以v和B间夹角θ的正弦sinθ,最终得出其乘积。
当电荷进行运动时,其速率方向假如跟磁场方向一直保持垂直,那么电荷所受到的洛仑兹力就是最大的,此时f等于Bqv ;当电荷进行运动的方向和磁场方向是一致的情况时,电荷所受到的洛仑兹力就是最小的,其大小是等于零的。
教材仅要求学生去掌握后两种情况的判断以及计算,故而教案之中仅仅推导出了θ等于90°的时候的洛仑兹力f等于Bqv。
3. 洛仑兹力归属微观力学范畴,充分借助实验使学生从感性知识着手,激发学生兴趣,于讲解重点知识之际,分步骤运用观察实验、提问、思索、讲解、推导等方式,让同学在积极投身的进程中领会和掌握本节知识内容。
对于那磁场当中、带电粒子有关的圆周运动这一内容的教案,首先来说教学目标,其一在物理知识层面,要去理解,当带电粒子处于匀强磁场里,且运动方向垂直于磁场方向时,究竟是基于何种原因,会去做匀速圆周运动。
既要掌握带电粒子做圆周运动的半径公式,又要掌握其周期公式,还要知道这两个公式的椎导过程。
要知晓回旋加速器的工作原理,从而去加深刻画对半径公式以及周期公式这种理解。
2. 在培养学生能力之时,借助引导学生对洛仑兹力针对运动电荷的作用力展开分析,从而逐步得出带电粒子于磁场中的运动规律,并且通过让学生推导半径公式、周期公式等教学进程,培养学生的迁移能力,去体会怎样运用已学知识来探讨并研究新问题。
借着对回旋加速器予以介绍,拓宽学生视野,让学生知晓物理学知识于高新科技范畴的运用,进而激发学生去学习物理知识的兴致。
在二、重点、难点分析当中,其中一点是,通过针对运动电荷所受到的洛仑兹力展开细致分析,以及对演示实验进行观察,进而促使学生得出这样的结论,即当带电粒子垂直于磁场方向进行运动时是一定会做匀速圆周运动的,而该结论是本节重点内容的其中一个要点。
r径与周期T与哪些因素有关是本节又一重点。
3.“回旋加速器”属于选修内容,电场在回旋加速器里有作用,磁场在回旋加速器里也有作用,而电场变化周期跟粒子在磁场中做圆运动的周期之间存在关系,这部分教学存在难点。
三、教具1.ZJ82-B型洛仑兹力演示仪。