第5节磁场对运动电荷的作用力 教学设计.docx
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1、第5节磁场对运动电荷的作用力【学习目标】1 .知道什么是洛伦兹力.2 .利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.3 .知道洛伦兹力大小的推理过程.4 .掌握洛伦兹力大小的计算.【活动过程】活动一:复习磁场对通电导线的作用1 .安培力的方向左手定则2 .安培力的大小磁感应强度的方向与通电导线平行时:/J磁感应强度的方向与通电导线垂直时:E磁感应强度的方向与通电导线夹角为。时,大小_方向仍可用定则判定。-对公式F=BI1的理解 只适用匀强磁场 不仅与乐I、1有关,还与放置方式有关 1是有效长度,不一定是导线实际长度例1:将长度为20cm、通有OJA电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示.
2、已知磁感应强度为1T,试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.B1 EiXXXB/B *j_nXV* X(I)(2)(3)(4)(1)Fa=N.(2)FB=N.(3)FC=N.(4)FD=N.活动二:洛仑兹力的大小和方向【知识梳理】:1 .洛伦兹力的方向:(1)判断方法:用左王定则判定。注意:四指代表电流方向,即正电荷的运动方面或负电荷运动的反方向.(2)方向特点:FjRFvi即F垂直决定的平面.(注意8和V可以有任意夹角)例2.试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或粒子运动方向:2 .洛仑兹力的大小(DUB时,洛仑兹力尸d8时,洛仑兹力户片O时,洛仑兹力片
3、例3.如下图所示,粒子所带电量都为q,都以相同的速率射入磁感强度为B的匀强磁场中,则各图所受的洛仑兹力的大小。CXX即时训练:例4:一段粗细均匀的导体长为1,横截面积为S,如图所示,导体单位体积内的自由电子数为小电子电荷量为e,通电后,电子定向运动的速度大小为y.(1)请用、e、S、U表示流过导体的电流大小/.(2)若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,试根据导体所受安培力尸二8推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式.活动三:带电粒子在匀强磁场中的运动【知识梳理】:1. vB时,带电粒子不受洛仑兹力,在匀强磁场中做运动2. 1B时,带电粒子仅受洛仑兹
4、力作用,在垂直于磁感应线的平面内以入射速度y做运动注:由于洛伦兹力/始终与速度V垂直,因此f只改变速度方向而不改变速度大小(即洛伦兹力不做功)。当运动电荷垂直磁场方向进入磁场时仅受洛伦兹力作用,因此一定做匀速圆周运动。(1)向心力由洛仑兹力提供:g田=(2)轨道半径公式:R=(3)周期7=迹=(与速度,轨道半径无关)(4)频率户(5)角速度vv=例5.如图所示,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个电子1和2,其速度分别为功和也.如果vz=2v,则1和2的轨道半径之比小-2及周期之比T1:一分别为A. j:2=1:2,T:T2=1:2B. r:n=1:2,T:T2=1:1C.
5、r:2=2:19T1:T2=1:1D. j:12=1:19T:T2=2:1例6.在匀强磁场中,一个带电粒子作匀速圆周运动,如果又顺利垂直进入另一磁感强度是原来磁感强度2倍的匀强磁场中,则()A.粒子的速率加倍,周期减半;B.粒子的速率不变,轨道半径减半;C.粒子的速率减半,轨道半径变为原来的1/4;D.粒子的速率不变,周期减半。例7.速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场,其轨迹如图所示,则磁场最强的是()ABCD【巩固练习】:1.有关洛仑兹力和安培力的描述,正确的是OA.通电直导线在匀强磁场中一定受到安招力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动
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