2017-2018学年度人教版选修3-1 3.5运动电荷在磁场中受到的力 教案(4)
2017-2018学年度人教版选修3-1 3.5运动电荷在磁场中受到的力 教案(4)第3页

【引入新课】(复习提问)

上一节我们学习了《通电导线在磁场中受到的力》,回答问题:

1. 安培力的大小与什么因素有关?其表达式为?

2. 如何判断安培力的方向?

小试牛刀:用左手定则判断下图中导线安培力的方向

(过渡)通电导线中的电流是怎样形成的呢?

我们知道电荷的定向移动形成的电流,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷移动的方向与电流的方向相反。

既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?

【讲授新课】

一、洛伦兹力

播放实验:阴极射线管电子束在磁场中的偏转

师生共同观看实验现象,总结实验结论

1.定义:运动电荷在磁场中受到的作用力

问题:安培力与洛伦兹力是否有关系?

 2.与安培力的关系: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

二、洛伦兹力的方向

左手定则: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,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向 。

问题:如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向?

训练巩固:

试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向

(图略)

规律:1、以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反

2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面

(F洛⊥ v , F洛⊥B )

三、洛伦兹力大小

问题:洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?

播放实验:阴极射线管电子束在磁场中的偏转

师生共同观看实验现象,总结实验结论

当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟磁感应强度B、电荷量q和电荷运动快慢v有关。

(过渡)到底F洛与B、q和v有是么定量关系呢?

设有一段长为L,横截面积为S的直导线,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速率为v,通过这段导线的时间为t。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,求

(1)这段导线内的自由电荷数目

(2)通电导线中的电流

(3)通电导线所受的安培力

(4)每个电荷所受的(洛伦兹)力

             (v垂直B)

问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?

课 堂 练 习

1.电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?

2.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,则( )

A.带电粒子速度大小改变

B.带电粒子速度方向改变

C.带电粒子速度大小不变

D.带电粒子速度方向不变

问题:带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力对带电粒子是否做功?

师生共同分析:

洛伦兹力对电荷不做功

四、洛伦兹力的特点 :

1.洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度, 即垂直于v和B所组成的平面

2.洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小

3.洛伦兹力对电荷不做功

五、课堂小结:

见板书