第四节 磁场对运动电荷的作用
教学目标:
(一)知识与技能
1、 道什么是洛仑兹力。知道影响洛仑兹力方向的因素。
2、 会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题。 3、 了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。 (二)过程与方法
由通过电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛伦兹力的过程,培养学生的迁移能力 (三)情感与价值
通过本节教学,培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育 教学重点:左手定则的应用 教学难点:左手定则的应用
教具:电子射线管、电源、磁铁。 教学过程:
〔引入新课〕
例:如图所示,AB导体杆的两端用细线悬挂于竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度B
=0.04T,导线长L=0.1m,问: 1) 当开关断开时,导体杆处于什么状态? 2) 若开关闭合,且电流I=1A,则通电直
导线受到安培力多大?方向如何?
思考:安培力产生的本质原因是什么呢?开关的闭合与断开
关系到导体杆是否受到安培力。开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同? 开关闭合后,AB中有电流,电流的本质是定向移动的电荷。
猜想:是不是运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用,安培力是大量运动电荷所受到的磁场
力的宏观体现呢?
证明的方法:实验。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。
介绍电子射线管原理:从阴极发射出来的电子,在阴阳两极的高压作用下,使电子加速,形
成电子束,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。
演示:1)在没有外磁场时,电子束沿直线运动。
2)将蹄形磁铁靠近电子射线管,发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 结论:磁场对运动电荷有力的作用。
〔新课教学〕
磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫做洛仑兹力。 一、 洛仑兹力:运动电荷在磁场中受到的作用力。
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通电导线在磁场中受到的安培力是洛仑兹力的宏观表现。 二、 洛仑兹力的方向
思考:1)判定图中导线受到的安培力方向?(向下)
2)电流方向与电荷运动方向的关系?
(正电荷运动方向与I一致,负电荷运动方 向与I相反)
3)安培力的方向与洛仑兹力方向的关系?(一致)
4)电荷运动方向、磁场运动方向、洛仑兹力方向的关系?
左手定则:磁感线穿过手掌心;
四指指向:与正电荷运动方向一致,与负电荷运动方向相反 大拇指指向:洛仑兹力的方向。
练习:判定图中带电粒子所受洛仑兹力的方向。
三、 电子束的偏转 四、显像管的工作原理 练习:
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1. 已知一质子以5×10m/s的速度垂直射人B=2T的匀强磁场中,求质子受
到的洛仑兹力为多大?
2. 依运动轨迹,判定图中带电粒子的电性。
小结:安培力是洛仑兹力的宏观表现,所以两者在大小和方向上很大的联系,洛仑兹力的大
小和方向都可以通过安培力来推导。但两者在受力物体上是有区别的。要注意洛仑兹力对微观的粒子不做功,并不表示安培力对宏观的导线不做功。 作业:问题与练习1--3
课堂后记:
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第五节、磁性材料
教学目标:
1、了解磁化与退磁的概念。 2、了解磁性材料及其应用 教学重点:磁化和退磁的概念 教学难点:磁化和退磁的概念 教具:多媒体 教学过程: 一、磁化和退磁
说明:缝衣针、螺丝刀等钢铁物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,我们把钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象称之为磁化
说明:原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性,这种现象叫做退磁
说明:铁、钴、镍以及它们的合金.还有一些氧化物,磁化后的磁性比其他物质强得多,这些物质叫做铁磁性物质,也叫强磁性物质
问:为什么铁磁性物质磁化后能有很强的磁性?(铁磁性物质的结构与其他物质有所不同,物质是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成,电子绕核旋转,这就相当于一个小磁体,称之为磁畴,磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律地排列起来,使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程,高温下,磁性材料的磁畴会被破坏.在受到剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些悄况下材料都会产生退磁现象。有些铁磁性材料,在外磁场撤去以后,各磁畴的方向仍能很好地保持一致,物体具有很强的剩磁.这样的材料叫做硬磁性材料。有的铁磁性材料,外磁场撤去以后,磁畴的磁化的方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁,这样的材料叫做软磁性材料。永磁体要有很强的剩磁,所以要用硬磁性材料制造.电磁铁要在通电时有磁性,断电时失去磁性,所以要用软磁性材料制造。) 二、磁性材料的发展 阅读 三、磁记录 阅读
四、地球磁场留下的记录 阅读
第五节、磁性材料 一、磁化和退磁
1、磁化:钢性材料与磁铁接触后显示出磁性的现象
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2、退磁:原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用,就会失去磁性
3、铁磁性物质(强磁性物质):铁、钴、镍以及它们的合金.还有一些氧化物,磁化后的磁性比较强
4、磁化和退磁解释:物质是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成,电子绕核旋转,这就相当于一个小磁体,称之为磁畴,磁化前,各个磁畴的磁化方向不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用在宏观上互相抵消,物体对外不显磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴的磁化方向有规律地排列起来,使得磁场大大加强。这个过程就是磁化的过程,高温下,磁性材料的磁畴会被破坏.在受到剧烈震动时,磁畴的排列会被打乱,这些悄况下材料都会产生退磁现象
5、硬磁性材料:磁化后撤去外磁场,物体具有很强的剩磁
软磁性材料:磁化后磁畴的磁化的方向又变得杂乱,物体没有明显的剩磁 二、磁性材料的发展 三、磁记录
四、地球磁场留下的记录 作业:问题与练习1、2
课堂后记:
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第三章 电磁感应
第一节、电磁感应现象
教学目标: 知识与技能
1、收集有关物理学史资料,了解电磁感应现象发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神
2、知道磁通量,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小 3、通过实验,了解感应电流的产生条件 过程与方法
通过试验的观察和分析,培养学生运用所学知识,分析问题、解决问题的能力。 情感态度与价值观
使学生认识:“从个性中发现共性,再从共性中理解个性,从现象认识本质以及事物有普遍联系”的辩证唯物主义观点。 教学重点:感应电流的产生条件 教学难点:磁通量的理解
教具:磁铁、螺线管、电流表、学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B
教学过程: 一、划时代的发现
说明:1820 年奥斯特发现了电流磁效应,说明电流能够产生磁场,人们很自然地思考,能不能根据磁来产生电呢,为此很多科学家做出了很多的尝试,其中最著名的科学家就是法拉第,他进行了长达10 年的艰苦探索。最初,法拉第认为.很强的磁铁或很强的电流可能会在邻近的闭合导线中感应出电流。他做了多次尝试,经历了一次次失败,都没有得到预想的结果。但是,法拉第坚信:电与磁有联系,电流能产生磁场,磁场也就一定能产生电流。在这些信念的支持下,1 831 年他终于发现了电磁感应现象:把两个线圈绕在一个铁环上,一个线圈接电源,另一个线圈接“电流表”,当给一个线圈通电或断电的瞬间,在另一个线圈上出现了电流。 二、电磁感应现象
问:什么是电磁感应现象?(闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流)
三、电磁感应的产生条件
说明:在什么条件下能够产生电磁感应?要产生感应电流的前提条件线圈当然要是闭合线圈,
那还有什么条件呢?请看下面的实验
说明:为了说明产生电磁感应的条件.要用到一个物理盘--磁通量。什么是磁通量?我们可以
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