《第3节洛伦兹力的应用》优质课教案设计

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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。式中q、v分别是点电荷的电量和速度；B是点电荷所在处的磁感应强度。洛伦兹力的大小是f＝｜q｜vBsinθ，其中θ是v和B的夹角。洛伦兹力的方向循右手螺旋定则垂直于v和B构成的平面，为由v转向B的右手螺旋的前进方向（若q为负电荷，则反向）。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的运动方向，所以它对电荷不做功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变电荷的运动方向使之偏转。

洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观荷电粒子。电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体回路在恒定磁场中运动，使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果，洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。

如果电场E和磁场B并存，则运动点电荷受力为电场力和磁场力之和，为f＝q（E＋v×B），左式一般也称为洛伦兹力公式。

洛伦兹力公式和麦克斯韦方程组以及介质方程一起构成了经典电动力学的基础。在许多科学仪器和工业设备，例如β谱仪，质谱仪，粒子加速器，电子显微镜，磁镜装置，霍耳器件中，洛伦兹力都有广泛应用。

值得指出的是，既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力对运动电荷不作功，何以安培力能对载流导线作功呢？实际上洛伦兹力起了传递能量的作用，它的一部分阻碍电荷运动作负功，另一部分构成安培力对载流导线作正功，结果仍是由维持电流的电源提供了能量。

【教学设计说明】教师通过对演示实验的讲解逐步引导学生用左手定则加深了学生对洛伦兹力的理解，在教师引导的过程中培养了学生逻辑思维的能力和分析问题解决问题的能力。

（三）课堂小结

近现代物理学、化学研究。逐步由宏观发展到微观本质研究。此时需要有一些能够深入物质内部微观结构的技术手段，其中的质谱仪和回旋加速器是两个典型代表，两个装置的设计者都获得了诺贝尔物理学奖。

【教学设计说明】让学生自己总结本节课所学内容，既是是对本节课所学知识的回顾和整理，又可以培养学生的概括表达能力和自我评价能力。

（四）布置作业

复习课本内容,完成课后习题。

【教学设计说明】提高学生的逻辑思维能力，同时巩固和应用洛伦兹力的理解。

八、教学反思

(1)思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

（2）在教学目标上要重视了学生的全面发展，将知识与能力并重，学习与创新并重。