电磁学-洛伦兹力公式教案(丁毅)91261039

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1、沈阳大学教案课程名称：电磁学编写时间：2006年7月16日授课章节§4-5带电粒子在磁场中的运动目的要求掌握洛伦兹力公式，熟练掌握带电粒子在磁场中运动的规律重点难点洛伦兹力公式的应用带电粒子在非均匀磁场中的运动磁场对载流导线的作用力——安培力磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力一、洛伦兹力大小——方向——垂直于所决定的平面，由确定1、磁力对运动电荷不做功，只改变的运动方向，不改变或动能。2、若空间并存，则：。3、由可定义，，B的方向为运动电荷不受力的方向。二、洛仑兹力与安培力的关系安培力：洛仑兹力：，形

2、式上相似，反映其内在的联系（）。分析：洛仑兹力是安培力的根本起因安培力是洛仑兹力的宏观表现类比引入新课（约2分钟）实验现象举例空间关系说明右手叉乘法则（约8分钟）通过微观作用机制分析，将作用于自由电子的洛伦兹力与作用于导体的安培力联系起来。（约10分钟）第21次第1页沈阳大学教案（续页）课程名称编写时间：20年月三、带电粒子在均匀磁场中的运动带电粒子在电磁场中受力带电粒子在电磁场中的运动方程1、时，F=0带电粒子作匀速直线运动。2、时，带电粒子作圆周运动。回旋半径周期回旋频率应用:回旋加速器回旋半径交

3、变电场的周期离子的最终速率离子的最终动能3、带电粒子的速度与夹任意角度将分解为匀速圆周运动带电粒子作螺旋线运动。回旋半径回转周期螺距为重点从动力学和运动学两个方面说明运动规律。（约10分钟）强调：回旋周期或回旋频率与带电粒子的速率及回旋半径无关．再一次利用：周期与、无关（约15分钟）第21次第2页沈阳大学教案（续页）课应用：磁聚焦荷质比相同的粒子，当相同时，均有相同的螺距。四、带电粒子在非均匀磁场中的运动现象：分析：F^提供向心力，F//指向磁场减弱的方向。粒子也将作螺旋运动，但并非等螺距，回旋半径改

4、变。应用——（1）磁镜在非均匀磁场中，带电粒子所受洛伦兹力恒有一指向磁场较弱方向的分量，阻碍其继续前进，就像遇到镜面反射一样。例：范·阿仑辐射带、高纬地区出现的极光。（2）磁约束强磁场中，带电粒子的活动被约束在一根磁力线上，回旋中心只能沿磁感应线作纵向运动，不能横越。地球磁场对太阳风形成的屏障类比：透镜对光束聚焦作用。多媒体演示其动态过程。（约5分钟）难点在受力分析基础上，举例说明运动规律。作图说明带电粒子受力情况以天文学上的应用实例引起兴趣。（约20分钟）第21次第3页沈阳大学教案（续页）q·　·　

5、·　·　·　··　·　·　·　·　··　·　·　·　·　··　·　·　·　·　·xlLL-l/2yy2y1vθ【例题1】求带电粒子的偏转解：当时，【例题2】霍耳效应解：当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再偏转。E＝uBabcIaˊB电流【思考题】·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　·　＋Ｂvqqqq>0-q<0BBBBB+vq－vvvv－。×【作业题】1、8、15、20【参考资料】引导学生分析并完成计算。要求通过自学和讨论理解霍耳效应的现象和分析过程。（约20分钟）洛伦

6、兹力方向的理解和右手叉乘法则运用课堂教学小结：1、由浅入深，由近及远，便于学生在已有知识的基础上理解。2．荷质比测定及霍耳效应内容作为讨论课的研究问题，要求学生课后查阅有关资料。3．磁镜、磁约束部分的分析较为简略，可考虑课外讲座的形式拓展。第21次第4页