運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道什么是洛倫茲力。會(huì)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2．知道洛倫茲力大小的推理過程。3．了解電視顯像管的工作原理?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算和方向判斷?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功和電視顯像管的工作原理。課前預(yù)習(xí)：1．洛倫茲力(1)定義:在磁場(chǎng)中受到的力。(2)與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力是洛倫茲力的。2．洛倫茲力的方向—左手定則：伸開左手使拇指與其余四個(gè)手指垂直并且都與手掌在同一個(gè)內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向.方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v即F垂直于所決定的平面。3．洛倫茲力的大?。?1)當(dāng)v⊥B時(shí)，F(xiàn)=；(2)當(dāng)v∥B時(shí)，F(xiàn)=；(3)當(dāng)v與B成θ角時(shí)，F(xiàn)=。4．電視顯像管的工作原理：電視顯像管應(yīng)用了電子束的道理。創(chuàng)設(shè)情境：地球周圍籠罩著磁場(chǎng)，太陽風(fēng)向著赤道直射地球，卻被這層磁場(chǎng)擋住，結(jié)果約有1%的太陽風(fēng)進(jìn)入南磁極(或北磁極)附近的大氣層。兩極的高層大氣，受到太陽風(fēng)的轟擊后會(huì)發(fā)出光芒，形成美麗的極光。思考以下問題：1．太陽風(fēng)是帶電粒子嗎?為什么射向地球的太陽風(fēng)只在南、北極出現(xiàn)極光?2．直射向赤道的太陽風(fēng)與地球的磁場(chǎng)的夾角約為多少度?射向南北兩極的太陽風(fēng)與地球的磁場(chǎng)的夾角約為多少度?3．太陽風(fēng)在赤道上空受到的磁場(chǎng)作用力大，還是在南北兩極受到的大?自主學(xué)習(xí)：一、洛侖茲力的方向和大小學(xué)習(xí)任務(wù)1：閱讀課本中“洛倫茲力的方向與大小”部分的內(nèi)容，思考以下問題。設(shè)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，我們會(huì)想到：這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的，1．電流的方向與運(yùn)動(dòng)電荷的方向有何關(guān)系？2．如果將判斷安培力方向的左手定則推導(dǎo)出判斷洛倫茲力的左手定則？3．洛倫茲力與電荷的運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系？洛倫茲力做功嗎？4．這段導(dǎo)線中t時(shí)間內(nèi)通過某一橫截面的電荷個(gè)數(shù)為多少？5．電流I的微觀表達(dá)式是怎樣的?（提示：I=Q6．這段導(dǎo)體所受的安培力為多大?7．每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為多大?二、電視機(jī)顯像管的工作原理學(xué)習(xí)任務(wù)2：閱讀教材“電視機(jī)顯像管的工作原理”部分，完成以下內(nèi)容。1．簡(jiǎn)要說明電視機(jī)顯像管的構(gòu)造和原理。2．如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？3．如果要使電子束打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？4．如果要使電子束打在熒光屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？隨堂演練：1．以下說法正確的是()A．電荷處于磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力B．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力C．洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功D．洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小2．一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷通過某一空間時(shí)，沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么就這個(gè)空間是否存在電場(chǎng)或磁場(chǎng)，下列說法中正確的是()A．一定不存在電場(chǎng)B．一定不存在磁場(chǎng)C．一定存在磁場(chǎng)D．可以既存在磁場(chǎng)，又可以存在電場(chǎng)3．在你身邊，若有一束電子從上而下運(yùn)動(dòng)，在地磁場(chǎng)的作用下，它將()A．向東偏轉(zhuǎn)B．向西偏轉(zhuǎn)C．向北偏轉(zhuǎn) D．向南偏轉(zhuǎn)4．一個(gè)長(zhǎng)螺線管中通有交流電，把一個(gè)帶電粒子沿管軸線射入管中，不計(jì)重力，粒子將在管中()A．做圓周運(yùn)動(dòng) B．沿軸線來回運(yùn)動(dòng)C．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)5．右圖為一“濾速器”裝置的示意圖．a(chǎn)、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間．為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能夠沿水平直線OO′運(yùn)動(dòng)，由O′射出．不計(jì)重力作用，可能達(dá)到上述目的的辦法是()A．使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B．使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C．使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外D．使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外6．質(zhì)量為0.1g的小物塊，帶有5×10-4C的電荷量，放在傾角為30°的絕緣光滑斜面上，整個(gè)斜面置于0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁