高中光合作用教案
發(fā)表時(shí)間:2020-05-15作用力與反作用力學(xué)案(粵教版必修1)。
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3.6作用力與反作用力學(xué)案(粵教版必修1)
1.作用力與反作用力:一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有作用力時(shí),同時(shí)也受到另一物體對(duì)它的作用力.我們把兩個(gè)物體間的這種相互作用力稱為________與__________.
2.一對(duì)平衡力:作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力,大小______、方向________,作用在__________上,這樣的一對(duì)力稱為平衡力.
3.牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小______、方向______、作用在__________上.
4.作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)__________的物體上,它們同時(shí)______、同時(shí)______,是同種______的力.
5.受力分析
(1)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變,可以用加速度描述,加速度的大小是由物體所受各個(gè)力的______決定的.
(2)若要求解物體的加速度,必須先對(duì)物體進(jìn)行__________.
(3)①任何物體都受______,方向__________.
②若兩個(gè)相互接觸的物體相互擠壓,就會(huì)產(chǎn)生______,其方向與接觸面______.
③當(dāng)接觸面粗糙且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),接觸面處就會(huì)產(chǎn)生____________或__________.其方向與接觸面______.
思考當(dāng)物體在兩個(gè)平衡力的作用下靜止時(shí),若去掉其中一個(gè)力,另一個(gè)力也隨之消失嗎?若是一對(duì)相互作用力呢?
一、作用力與反作用力
[問題情境]
①用手拉彈簧,彈簧受到手的拉力,彈簧發(fā)生形變.手也因受到彈簧力的作用而產(chǎn)生改變.
②平靜的湖面上停著兩只小船.一只船上的人用船槳用力去推另一只小船,結(jié)果兩只小船同時(shí)從靜止開始向相反的方向運(yùn)動(dòng).
③讓學(xué)生坐在椅子上,用力推桌子,讓他們體會(huì)有何感覺.
分析以上的物理情境,回答下面的問題:
1.以上情況中,施力物體和受力物體各是什么?
2.以上事例中,各力的作用方向有何關(guān)系?作用點(diǎn)位置有何特點(diǎn)?各是什么性質(zhì)的力?
3.各事例中,力的先后順序有何特點(diǎn)?
4.各事例中所涉及的兩個(gè)力的作用效果能否抵消?
[要點(diǎn)提煉]
1.力是物體對(duì)物體的作用.只要談到力就一定存在施力物體和受力物體.
2.兩物體之間的作用總是______的.一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力,后一物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力.物體間相互作用的這一對(duì)力,通常叫做作用力和反作用力.作用力和反作用力總是互相________、同時(shí)________、性質(zhì)________.我們可以把其中任何一個(gè)力叫做作用力,另一個(gè)叫做反作用力.它們分別作用在兩個(gè)______的物體上.
二、牛頓第三定律
[要點(diǎn)提煉]
1.表達(dá)式:F=-F′(負(fù)號(hào)表示方向相反)
2.對(duì)作用力和反作用力的理解(三個(gè)特征、四種性質(zhì))
三個(gè)特征:
(1)等值,即______總是相等的.
(2)反向,即______總是相反的.
(3)共線,即二者總是在同一條直線上.
四種性質(zhì):
(4)異體性:即作用力和反作用力是分別作用在____________的兩個(gè)不同的物體上.
(5)同時(shí)性:即作用力和反作用力同時(shí)______,同時(shí)______,同時(shí)______.
(6)相互性:即作用力和反作用力總是______的、成對(duì)出現(xiàn)的.
(7)同性性,即二者性質(zhì)總是______的.
3.作用效果
作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上,其作用效果分別體現(xiàn)在各自的受力物體上,所以作用力和反作用力產(chǎn)生的效果__________.
三、作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別
[要點(diǎn)提煉]
1.平衡力
(1)定義:一個(gè)物體在兩個(gè)力的作用下而處于平衡,那么我們就把這兩個(gè)力叫做一對(duì)平衡力.
(2)特點(diǎn)
①一對(duì)平衡力的效果是使物體處于平衡狀態(tài).②一對(duì)平衡力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上.
2.一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別與聯(lián)系
一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力
不
同
點(diǎn)兩個(gè)力作用在同一物體上兩個(gè)力作用在相互作用的__________上
兩個(gè)力性質(zhì)不一定相同兩個(gè)力______一定相同
一個(gè)力的產(chǎn)生、變化、消失不一定影響另一個(gè)力兩個(gè)力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失
兩個(gè)力共同作用,效果是使物體處于平衡狀態(tài)且所受合力為零兩個(gè)力各有各的________,故對(duì)其中任一物體不能說(shuō)是合力
相同
點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上
例1下列敘述中正確的是()
A.作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力
B.作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失的
C.作用力與反作用力有時(shí)可以是平衡力
D.作用力與反作用力方向一定是相同的
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變式訓(xùn)練1對(duì)于牛頓第三定律的理解,下列說(shuō)法中正確的是()
A.當(dāng)作用力產(chǎn)生后,再產(chǎn)生反作用力;當(dāng)作用力消失后,反作用力才慢慢消失
B.彈力和摩擦力都有反作用力,而重力無(wú)反作用力
C.甲物體對(duì)乙物體的作用力是彈力,乙物體對(duì)甲物體的反作用力可以是摩擦力
D.作用力和反作用力,這兩個(gè)力在任何情況下都不會(huì)平衡
例2一物體受繩拉力的作用,由靜止開始前進(jìn),先做加速運(yùn)動(dòng),然后改為勻速運(yùn)動(dòng),再改為減速運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
A.加速前進(jìn)時(shí),繩拉物體的力大于物體拉繩的力
B.減速前進(jìn)時(shí),繩拉物體的力小于物體拉繩的力
C.只有勻速前進(jìn)時(shí),繩拉物體的力才與物體拉繩的力大小相等
D.不管物體如何前進(jìn),繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等
聽課記錄
變式訓(xùn)練2以卵擊石,雞蛋“粉身碎骨”,而石頭“安然無(wú)恙”.對(duì)于這一過程的描述,下列說(shuō)法正確的是()
A.在以卵擊石的過程中,雞蛋“粉身碎骨”說(shuō)明石頭對(duì)雞蛋的作用力大,所以雞蛋碎了
B.在以卵擊石的過程中,石頭“安然無(wú)恙”說(shuō)明雞蛋對(duì)石頭的力小,所以石頭無(wú)恙
C.在以卵擊石的過程中,石頭對(duì)雞蛋的作用力與雞蛋對(duì)石頭的作用力,二者大小相等
D.以卵擊石的過程中,石頭無(wú)恙而雞蛋“粉身碎骨”是因?yàn)榈皻つ艹惺艿牧h(yuǎn)小于石頭所能承受的力
圖1
例3如圖1所示,P、Q疊放在一起,靜止在水平面上,在下列各對(duì)力中,屬于作用力和反作用力的有()
A.P所受的重力和Q對(duì)P的支持力
B.P所受的重力和P對(duì)Q的壓力
C.P對(duì)Q的壓力和Q對(duì)P的支持力
D.Q對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)Q的支持力
圖2
變式訓(xùn)練3如圖2所示,兩個(gè)小球A和B,中間用彈簧連接,并用細(xì)繩懸掛于天花板上,下面四對(duì)力中屬于平衡力的是()
A.繩對(duì)A的拉力和彈簧對(duì)A的拉力
B.彈簧對(duì)A的拉力和彈簧對(duì)B的拉力
C.彈簧對(duì)B的拉力和B對(duì)彈簧的拉力
D.B的重力和彈簧對(duì)B的拉力
【即學(xué)即練】
1.下列關(guān)于作用力和反作用力的說(shuō)法中正確的是()
A.先有作用力,后有反作用力
B.只有物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),物體間才存在作用力和反作用力
C.只有物體接觸時(shí),物體間才存在作用力和反作用力
D.兩物體間的作用力和反作用力一定是同性質(zhì)的力
2.跳高運(yùn)動(dòng)員從地面上起跳的瞬間,下列說(shuō)法中正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力
B.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力
C.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力
D.運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力大小等于運(yùn)動(dòng)員受到的重力
3.在拔河比賽中,下列各因素對(duì)獲勝有利的是()
A.對(duì)繩的拉力大于對(duì)方
B.對(duì)地面的最大靜摩擦力大于對(duì)方
C.手對(duì)繩的握力大于對(duì)方
D.質(zhì)量大于對(duì)方
4.粗糙的水平地面上有一只木箱,現(xiàn)用一水平力拉木箱勻速前進(jìn),則()
A.拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力
B.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力
C.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)作用力與反作用力
D.木箱對(duì)地面的壓力與木箱受到的重力是一對(duì)平衡力
5.關(guān)于反作用力在日常生活和生產(chǎn)技術(shù)中應(yīng)用的例子,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()
A.運(yùn)動(dòng)員在跳高時(shí)總是要用力蹬地面,他才能向上彈起
B.大炮發(fā)射炮彈時(shí),炮身會(huì)向后倒退
C.農(nóng)田灌溉用的自動(dòng)噴水器,當(dāng)水從彎管的噴嘴里噴射出來(lái)時(shí),彎管會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)
D.軟體動(dòng)物烏賊在水中經(jīng)過體側(cè)的孔將水吸入鰓腔,然后用力把水?dāng)D出體外,烏賊就會(huì)向相反方向游去
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
1.作用力反作用力
2.相等相反同一條直線
3.相等相反同一條直線
4.相互作用產(chǎn)生消失性質(zhì)
5.(1)合力(2)受力分析(3)①重力豎直向下②彈力垂直③滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力平行
思考不隨之消失是一對(duì)相互作用力時(shí)另一個(gè)力立即消失.
核心知識(shí)探究
一、
[問題情境]
1.對(duì)彈簧來(lái)說(shuō),手是施力物體,彈簧是受力物體;對(duì)手而言,彈簧是施力物體,手是受力物體.兩船事例中,每個(gè)小船都可以是施力物體,又是受力物體,這取決于研究對(duì)象的選擇.同樣,學(xué)生推桌子時(shí),桌子和學(xué)生既可以是施力物體,也可以是受力物體.
2.手對(duì)彈簧的作用力與彈簧對(duì)手的作用力,方向相反,彼此作為對(duì)方的作用點(diǎn).彈簧對(duì)手的作用力與手對(duì)彈簧的作用力都是由形變引起的,都是彈力.下兩例與之相類似.
3.以上事例,力總是同時(shí)出現(xiàn)、同時(shí)消失,無(wú)先后順序.
4.作用效果不能抵消.
[要點(diǎn)提煉]
2.相互依存存在相同不同
二、
[要點(diǎn)提煉]
2.(1)大小(2)方向(4)彼此相互作用
(5)產(chǎn)生變化消失(6)相互(7)相同
3.不能抵消
三、
[要點(diǎn)提煉]
2.兩個(gè)物體性質(zhì)作用效果
解題方法探究
例1AB[根據(jù)作用力與反作用力的同性質(zhì)和同時(shí)性可知,作用力與反作用力的性質(zhì)一定相同,且同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,A、B正確.作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在兩個(gè)物體上,故它們不可能是平衡力,C、D錯(cuò)誤.]
變式訓(xùn)練1D[根據(jù)牛頓第三定律知,兩個(gè)物體之間的相互作用力,大小相等,方向相反,性質(zhì)相同,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,故可判定A、B、C錯(cuò)誤,D正確.]
例2D[作用力、反作用力總是大小相等、方向相反,并作用在同一條直線上,與相互作用的物體所處的狀態(tài)沒有關(guān)系.]
變式訓(xùn)練2CD[以卵擊石的過程中,雞蛋對(duì)石頭的力與石頭對(duì)雞蛋的力是作用力和反作用力.由牛頓第三定律知,這兩個(gè)力總是大小相等.雞蛋之所以“粉身碎骨”是因?yàn)榈皻さ某惺芰π∮谑^對(duì)它的作用力.]
例3CD[P所受的重力的施力物體是地球,Q對(duì)P的支持力的施力物體是Q,它們是一對(duì)平衡力;P對(duì)Q壓力的施力物體是P,受力物體是Q,P所受的重力和P對(duì)Q的壓力大小相等、方向相同,但不是同一個(gè)力;P對(duì)Q的壓力的施力物體是P,受力物體是Q,而Q對(duì)P的支持力的受力物體是P,施力物體是Q,它們是一對(duì)相互作用力;Q對(duì)桌面的壓力的施力物體是Q,受力物體是桌面,而桌面對(duì)Q的支持力的受力物體是Q,施力物體是桌面,它們是一對(duì)相互作用力,綜上所述,正確的選項(xiàng)是C、D.]
變式訓(xùn)練3D
[對(duì)A、B受力分析如圖所示,平衡力是作用在同一物體上的一對(duì)力,它們等大、反向、共線.A球受三個(gè)力作用處于靜止?fàn)顟B(tài),所以繩對(duì)A的拉力F和彈簧對(duì)A的拉力F1不是一對(duì)平衡力.彈簧對(duì)A的拉力F1和彈簧對(duì)B的拉力F1′作用在兩個(gè)物體上,也不是一對(duì)平衡力,彈簧對(duì)B的拉力和B對(duì)彈簧的拉力是一對(duì)相互作用力.]
即學(xué)即練
1.D[作用力和反作用力的特點(diǎn)是“同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失,是同種性質(zhì)的力;大小相等、作用在兩個(gè)不同的物體上”.]
2.AB[跳高運(yùn)動(dòng)員從地面上起跳的瞬間產(chǎn)生向上的加速度,對(duì)運(yùn)動(dòng)員受力分析,支持力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力;壓力和支持力是作用力和反作用力,大小相等.]
3.B[在拔河比賽中,雙方對(duì)繩的拉力相等,對(duì)獲勝有利的是對(duì)地面的最大靜摩擦力大于對(duì)方.]
4.C[拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力是一對(duì)平衡力,木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)作用力與反作用力.]
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磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力
俗話說(shuō),居安思危,思則有備,有備無(wú)患。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢?經(jīng)過搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
選修3-1第三章
3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用
一、教材分析
洛侖茲力的方向是重點(diǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論探究洛侖茲力方向,再由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛侖茲力的表達(dá)式的過程是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的好機(jī)會(huì),一定要讓全體學(xué)生都參與這一過程。
二、教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)與技能
1、理解洛倫茲力對(duì)粒子不做功.
2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí),粒子在勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
3、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式,并會(huì)用它們解答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理、及用途。
(二)過程與方法
通過綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng))中的問題.
培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí),充分了解科技的巨大威力,體會(huì)科技的創(chuàng)新歷程。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式,并能用來(lái)分析有關(guān)問題.
難點(diǎn):1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
四、學(xué)情分析
本節(jié)是安培力的延續(xù),又是后面學(xué)習(xí)帶電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),還是力學(xué)分析中重要的一部分。學(xué)好本節(jié),對(duì)以后力學(xué)綜合中涉及洛倫茲力的分析,對(duì)利用功能關(guān)系解力學(xué)問題,有很大的幫助。
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)觀察法、邏輯推理法、講解法
六、課前準(zhǔn)備
1、學(xué)生的準(zhǔn)備:認(rèn)真預(yù)習(xí)課本及學(xué)案內(nèi)容
2、教師的準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案
演示實(shí)驗(yàn)
七、課時(shí)安排:
1課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景引入、展示目標(biāo)
前面我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力,下面思考兩個(gè)問題:
(1)如圖,判定安培力的方向
若已知上圖中:B=4.0×10-2T,導(dǎo)線長(zhǎng)L=10cm,I=1A。求:導(dǎo)線所受的安培力大???
(2)電流是如何形成的?電荷的定向移動(dòng)形成電流。
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,大家會(huì)想到什么?
這個(gè)力可能是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的,而安培力是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。
[演示實(shí)驗(yàn)]用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。如圖3.5-1
說(shuō)明電子射線管的原理:
從陰極發(fā)射出來(lái)電子,在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下,使電子加速,形成電子束,轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在沒有外磁場(chǎng)時(shí),電子束沿直線運(yùn)動(dòng),將蹄形磁鐵靠近陰極射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。
分析得出結(jié)論:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。
(三)合作探究、精講點(diǎn)播
1、洛倫茲力的方向和大小
運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力稱為洛倫茲力。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力實(shí)際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。
方向(左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,那么,大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。
如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷,則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向,那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。
思考:
1、試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向。
甲乙丙丁
下面我們來(lái)討論B、v、F三者方向間的相互關(guān)系。如圖所示。
結(jié)論:F總垂直于B與v所在的平面。B與v可以垂直,可以不垂直。
洛倫茲力的大小
若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線,橫截面積為S,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的磁場(chǎng)中。
這段導(dǎo)體所受的安培力為F安=BIL
電流強(qiáng)度I的微觀表達(dá)式為I=nqSv
這段導(dǎo)體中含有自由電荷數(shù)為N=nLS。
安培力可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)上的洛倫茲力F的合力,這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)為nLS,所以每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為
當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不垂直時(shí),設(shè)夾角為θ,則電荷所受的洛倫茲力大小為
上式中各量的單位:
為牛(N),q為庫(kù)倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T)
思考與討論:
同學(xué)們討論一下帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力對(duì)帶電粒子是否做功?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析得:
洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛倫茲力垂直于速度方向,因此
洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,所以洛倫茲力對(duì)電荷不做功。
思考:
2、電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它受到的洛倫茲力是多大?
3、、來(lái)自宇宙的質(zhì)子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn),則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí),將_______
A.豎直向下沿直線射向地面B.相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)
C.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)
2、電視顯像管的工作原理
在圖3.5-4中,如圖所示:
(1)要是電子打在A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?垂直紙面向外
(2)要是電子打在B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?垂直紙面向里
(3)要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化?
先垂直紙面向外并逐漸減小,然后垂直紙面向里并逐漸增大。
學(xué)生閱讀教材,進(jìn)一步了解顯像管的工作過程。
(四)反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
完成P103“問題與練習(xí)”第1、2、5題。書面完成第3、4題。
九、板書設(shè)計(jì)
1、洛倫茲力的方向:左手定則
2、洛倫茲力的大?。?br>
3、電視顯像管的工作原理
十、教學(xué)反思
“思考與討論”在課堂上可組織學(xué)生開展小組討論,根據(jù)線索的實(shí)際情況靈活鋪設(shè)臺(tái)階,讓不同層次的學(xué)生在討論中有比較深刻的感受,然后通過交流發(fā)言得出正確結(jié)論。
臨清三中—物理—朱廣明—盛淑貞
選修3-1第三章
3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1、知道什么是洛倫茲力。
2、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。
3、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。
4、了解電視機(jī)顯像管的工作原理。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力,叫做。
2.洛倫茲力的方向的判斷──左手定則:
讓磁感線手心,四指指向的方向,或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的,拇指所指電荷所受的方向。
3.洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式。
4.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷,不會(huì)電荷運(yùn)動(dòng)的速率。
5.顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是由兩對(duì)線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線圈做成。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向,理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功。
2、掌握洛倫茲力大小的推理過程。
3、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。
二、學(xué)習(xí)過程
例1.試判斷圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.
解答:甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上;乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下;丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者;丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。
例2:來(lái)自宇宙的電子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn),則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí),將()
A.豎直向下沿直線射向地面B.相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)
C.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)
解答:。地球表面地磁場(chǎng)方向由南向北,電子是帶負(fù)電,根據(jù)左手定則可判定,電子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向西。故C項(xiàng)正確
例3:如圖3所示,一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若小帶電體的質(zhì)量為m,為了使它對(duì)水平絕緣面正好無(wú)壓力,應(yīng)該()
A.使B的數(shù)值增大
B.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向上移動(dòng)
C.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向右移動(dòng)
D.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向左移動(dòng)
解答:為使小球?qū)ζ矫鏌o(wú)壓力,則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力,磁場(chǎng)不動(dòng)而只增大B,靜止電荷在磁場(chǎng)里不受洛倫茲力,A不可能;磁場(chǎng)向上移動(dòng)相當(dāng)于電荷向下運(yùn)動(dòng),受洛倫茲力向右,不可能平衡重力;磁場(chǎng)以V向右移動(dòng),等同于電荷以速率v向左運(yùn)動(dòng),此時(shí)洛倫茲力向下,也不可能平衡重力。故B、C也不對(duì);磁場(chǎng)以V向左移動(dòng),等同于電荷以速率v向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)洛倫茲力向上。當(dāng)qvB=mg時(shí),帶電體對(duì)絕緣水平面無(wú)壓力,則v=mgqB,選項(xiàng)D正確。
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1.一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則()
A.此空間一定不存在磁場(chǎng)
B.此空間可能有方向與電子速度平行的磁場(chǎng)
C.此空間可能有磁場(chǎng),方向與電子速度垂直
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
2.一束帶電粒子沿水平方向飛過靜止的小磁針的正上方,小磁針也是水平放置,這時(shí)小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn),則這束帶電粒子可能是()
A.由北向南飛行的正離子束B.由南向北飛行的正離子束
C.由北向南飛行的負(fù)離子束D.由南向北飛行的負(fù)離子束
3.電子以速度v0垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則()
A.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功
B.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變
C.電子的動(dòng)能始終不變
D.電子的動(dòng)量始終不變
4.如圖所示,帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是()
5.如圖所示,空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一束電子流以初速v從水平方向射入,為了使電子流經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力),則在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向應(yīng)是()
A.B/v,方向豎直向上B.B/v,方向水平向左
C.Bv,垂直紙面向里D.Bv,垂直紙面向外
課后練習(xí)與提高
1.有關(guān)電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的說(shuō)法中,正確的是()
A.電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用
B.電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的作用
C.電荷受電場(chǎng)力的方向與該處的電場(chǎng)方向一致
D.電荷若受磁場(chǎng)力,則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直
2.如果運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)除磁場(chǎng)力作用外不受其他任何力作用,則它在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.變加速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
3.電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi),螺線管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流,如圖所示,則電子束在螺線管中做()
A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.加速減速交替的運(yùn)動(dòng)D.來(lái)回振動(dòng)
4.帶電荷量為+q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是
A.只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同()
B.如果把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變
C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直
D.粒子只受到洛倫茲力的作用.不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
5.如圖,是電視機(jī)的像管的結(jié)構(gòu)示意圖,熒光屏平面位于坐標(biāo)平面xoy,y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會(huì)有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到坐標(biāo)原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。當(dāng)在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)),亮點(diǎn)將偏離原點(diǎn)0而打在x軸上的某一點(diǎn),偏離的方向和距離大小依賴于磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運(yùn)動(dòng)),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律是圖中()
6.如圖所示,帶電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng),它向左或向右運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)時(shí)()
A.速度相同
B.加速度相同
C.所受洛倫茲力相同
D.軌道給它的彈力相同
7.兩個(gè)帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子質(zhì)量之比為1:4,電荷量之比為1:2,則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為()
A.2:1B.1:1C.1:2D.1:4
選修3-1第三章
3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用答案
預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.洛倫茲力.
2.垂直穿入正電荷運(yùn)動(dòng)反方向洛倫茲力
3.F=qvBsinθ
4.不做功改變
5.馬鞍形
當(dāng)堂檢測(cè)
1、B;2、AD;3、A、C;4、C;5、C;
課后練習(xí)與提高
1、BD2、AC3、A4、BD5、A6、B7、C
分子間的相互作用力
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,有效的提高課堂的教學(xué)效率。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《分子間的相互作用力》,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
分子間的相互作用力一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)知道分子同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力,表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律,知道分子間距離是r0時(shí)分子力為零,知道r0的數(shù)量級(jí)。
(3)了解在固體、液體、氣體三種不同物質(zhì)狀態(tài)下,分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
2.通過一些基本物理事實(shí)和實(shí)驗(yàn)推理得出分子之間有引力,同時(shí)有斥力。這種以事實(shí)和實(shí)驗(yàn)為依據(jù)求出新的結(jié)論的思維過程,就是邏輯推理。通過學(xué)習(xí)這部分知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)的分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容有兩個(gè),一是通過分子之間存在間隙和分子之間有引力和斥力的一些演示實(shí)驗(yàn)和事實(shí),推理論證出分子之間存在著引力和斥力;二是分子間的引力和斥力都隨分子間距離的變化而變化,而分子力是引力和斥力的合力,能正確理解分子間作用力與距離關(guān)系的曲線的物理意義。
2.難點(diǎn)是形象化理解分子間作用力跟分子間距離關(guān)系的曲線的物理意義。
三、教具
1.演示分子間有間隙的實(shí)驗(yàn)。
①約1m長(zhǎng)的,外徑約1cm的玻璃管,各約20~30ml的酒精和有紅色顏料的水、橡皮塞。
②長(zhǎng)15cm的U形玻璃管、架臺(tái)、橡皮塞、紅墨水。
2.演示分子間存在引力的實(shí)驗(yàn)。
兩個(gè)圓柱形鉛塊(端面刮光、平滑)、支架、鉤碼若干。用細(xì)線捆住的平板玻璃、直徑20cm的盛水玻璃槽、彈簧秤。
3.幻燈片:分子力隨分子間距離變化的曲線和兩個(gè)分子距離在r=r0,r>r0,r<r0時(shí)分子力的示意圖。
四、教學(xué)過程
(一)引入新課
分子動(dòng)理論是在堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。我們通過單分子油膜實(shí)驗(yàn)、離子顯微鏡觀察鎢原子的分布等實(shí)驗(yàn),知道物質(zhì)是由很小的分子組成的,分子大小在10-10m數(shù)量級(jí)。我們又通過擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)等實(shí)驗(yàn)知道了分子是永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的。分子動(dòng)理論還告訴我們分子之間有相互作用力,這結(jié)論的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是什么?分子間相互作用力有什么特點(diǎn)?這是今天要學(xué)習(xí)的問題。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析、推理得出分子之間存在著引力。
(1)演示實(shí)驗(yàn):
①長(zhǎng)玻璃管內(nèi),分別注入水和酒精,混合后總體積減小。
②U形管兩臂內(nèi)盛有一定量的水(不注滿水),將右管端橡皮塞堵住,左管繼續(xù)注入水,右管水面上的空氣被壓縮。
提問學(xué)生:這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問題?
總結(jié)歸納學(xué)生的回答:上述實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明氣體、液體的內(nèi)部分子之間是有空隙的。鋼鐵這樣堅(jiān)固的固體的分子之間也有空隙,有人用兩萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓強(qiáng)壓縮鋼筒內(nèi)的油,發(fā)現(xiàn)油可以透過筒壁溢出。
布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象不但說(shuō)明分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),同時(shí)也說(shuō)明分子間有空隙,否則分子便不能運(yùn)動(dòng)了。
前面第一節(jié)討論分子的大小時(shí),認(rèn)為固體和液體分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的,那只是估算分子直徑的數(shù)量級(jí)而做的設(shè)想,實(shí)際上分子大小比估算值要小,中間存在著空隙,但數(shù)量級(jí)還是正確的。
(2)一方面分子間有空隙,另一方面,固體、液體內(nèi)大量分子卻能聚集在一起形成固定的形狀或固定的體積,這兩方面的事實(shí),使我們推理出分子之間一定存在著相互吸引力。
(3)演示實(shí)驗(yàn):兩個(gè)圓柱體形鉛塊,當(dāng)把端面刮平后,讓它們端面緊壓在一起,合起來(lái)后,它們不分開,而且懸掛起來(lái)后,下面還可以吊起一定量的重物。
還有平時(shí)人們用力拉伸物體時(shí),為什么不易拉斷物體。
(4)以上所有實(shí)驗(yàn)事實(shí)都說(shuō)明分子之間存在著相互吸引力。
2.根據(jù)已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí),推理得出分子之間還存在著斥力。
提問學(xué)生:由哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí),判斷得出分子之間有斥力?
綜合學(xué)生的回答,總結(jié)出:固體和液體很難被壓縮,即使氣體壓縮到了一定程度后再壓縮也是很困難的;用力壓縮固體(或液體、氣體)時(shí),物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的彈力。這些事實(shí)都是分子之間存在斥力的表現(xiàn)。
運(yùn)用反證法推理,如果分子之間只存在著引力,分子之間又存在著空隙,那么物體內(nèi)部分子都吸引到一起,造成所有物體都是很緊密的物質(zhì)。但事實(shí)不是這樣的,說(shuō)明必然還有斥力存在著。
3.分子間引力和斥力的大小跟分子間距離的關(guān)系。
(1)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些,如圖1中兩條虛線所示。
(2)由于分子間同時(shí)存在引力和斥力,兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實(shí)線曲線表示引力和斥力的合力(即分子力)隨距離變化的情況。當(dāng)兩個(gè)分子間距在圖象橫坐標(biāo)r0距離時(shí),分子間的引力與斥力平衡,分子間作用力為零,r0的數(shù)量級(jí)為10-10m,相當(dāng)于r0位置叫做平衡位置。
分子間距離當(dāng)rr0時(shí),分子間引力和斥力都隨距離減小而增大,但斥力增加得更快,因此分子間作用力表現(xiàn)為斥力。展示幻燈片圖2。當(dāng)r>r0時(shí),引力和斥力都隨距離的增大而減小,但是斥力減小的更快,因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力,但它也隨距離增大而迅速減小,當(dāng)分子距離的數(shù)量級(jí)大于10-9m時(shí),分子間的作用力變得十分微弱,可以忽略不計(jì)了。在圖2中表示分子間距離r不同的三種情況下,分子間引力斥力大小的情況。
4.固體、液體和氣體的分子運(yùn)動(dòng)情況。
分子動(dòng)理論告訴我們物體中的分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),它們之間又存在著相互作用力。分子力的作用要使分子聚集起來(lái),而分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)又要使它們分散開來(lái)。由于這兩種相反因素的作用結(jié)果,有固體、液體和氣體三種不同的物質(zhì)狀態(tài)。
(1)提問學(xué)生:固體與液體、氣體比較有什么特征?
總結(jié)學(xué)生回答的結(jié)果,說(shuō)明固體為什么有一定的形狀和體積呢?因?yàn)樵诠腆w中,分子間距離較近,數(shù)量級(jí)在10-10m,分子之間作用力很大,絕大部分分子只能在各自平衡位置附近做無(wú)規(guī)則的振動(dòng)。
(2)液體分子運(yùn)動(dòng)情況。
固體受熱溫度升高,最終熔化為液體,對(duì)大多數(shù)物質(zhì)來(lái)說(shuō),其體積增加10%,也就是說(shuō)分子之間距離大約增加3%。因此,液體分子之間作用力很接近固體情況,分子間有較強(qiáng)的作用力,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平衡位置附近振動(dòng)。但由于分子間距離有所增加,使分子也存在移動(dòng)性,所以液體在宏觀上有一定的體積,而又有流動(dòng)性,沒有固定的形狀。
(3)液體汽化時(shí)體積擴(kuò)大為原來(lái)的1000倍,說(shuō)明分子間距離約增
間除碰撞時(shí)有相互作用力外,彼此之間一般幾乎沒有分子作用力,分子在兩次碰撞之間是自由移動(dòng)的。所以氣體在宏觀上表現(xiàn)出沒有一定的體積形狀,可以充滿任何一種容器。
五、課堂小結(jié)
1.前面三課時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是對(duì)初中物理已學(xué)過的分子動(dòng)理論的加深和擴(kuò)展??偨Y(jié)起來(lái),分子動(dòng)理論內(nèi)容是:物體是由大量分子組成的,分子做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),分子之間存在著引力和斥力。分子動(dòng)理論是建立在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的,這理論是解釋、分析熱現(xiàn)象的基本理論。
2.通過實(shí)驗(yàn)知道分子之間存在著引力和斥力,而且知道分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減少,尤其斥力隨距離增大減小得更快。由于分子間的斥力和引力同時(shí)存在,每個(gè)分子受到引力和斥力的合力大小及方向隨分子間距離大小而改變。其中分子間距離在10-10m的數(shù)量級(jí)有一個(gè)平衡位置(r0),此位置下,斥力與引力的合力為零。當(dāng)分子間距離大于r0引力顯著,當(dāng)分子間距離小于r0斥力顯著。分子間距離接近10-9m時(shí),分子間作用力將微小到可忽略的程度。
3.固體、液體、氣體三種狀態(tài)的分子之間距離不同,分子之間作用力的變化也由大到小至幾乎不計(jì)。造成固、液、氣三種物質(zhì)狀態(tài)的特性不同。
課堂練習(xí):
1.用分子動(dòng)理論的知識(shí)解釋下列現(xiàn)象:
(1)灑在屋里的一點(diǎn)香水,很快就會(huì)在屋里的其他地方被聞到。
(2)水和酒精混合后,總體積減小。
(3)高壓下的油會(huì)透過鋼壁滲出。
(4)溫度升高,布朗運(yùn)動(dòng)及擴(kuò)散現(xiàn)象加劇。
(5)固體不容易被壓縮和拉伸。
2.把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面(如圖3)。如果你想使玻璃板離開水面,用手向上拉橡皮筋,拉動(dòng)玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力?動(dòng)手試一試,并解釋為什么?
課堂上,表演后讓學(xué)生回答。
正確答案是:拉力會(huì)大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面時(shí)水會(huì)發(fā)生分裂,由于水分子之間有引力存在,外力要克服這些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面后,可以看到玻璃板下表面上仍有水,說(shuō)明玻璃板離開水時(shí),水層發(fā)生斷裂。
六、說(shuō)明
完成本節(jié)課內(nèi)容,以教師與學(xué)生相互討論對(duì)話方式進(jìn)行為宜,在其中完成幾個(gè)必要的演示實(shí)驗(yàn)。整個(gè)教學(xué)過程體現(xiàn)人們根據(jù)已知事實(shí),進(jìn)行分析、判斷、推理的過程。避免一節(jié)課自始至終采用教師單獨(dú)講授的方式。
3.5《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》學(xué)案
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非?;钴S,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?以下是小編為大家收集的“3.5《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》學(xué)案”歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1、知道什么是洛倫茲力。
2、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。
3、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。
4、了解電視機(jī)顯像管的工作原理。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力,叫做。
2.洛倫茲力的方向的判斷──左手定則:
讓磁感線手心,四指指向的方向,或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的,拇指所指電荷所受的方向。
3.洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式。
4.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷,不會(huì)電荷運(yùn)動(dòng)的速率。
5.顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是由兩對(duì)線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線圈做成。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向,理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功。
2、掌握洛倫茲力大小的推理過程。
3、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。
二、學(xué)習(xí)過程
例1.試判斷圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.
解答:甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上;乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下;丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者;丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。
例2:來(lái)自宇宙的電子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn),則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí),將()
A.豎直向下沿直線射向地面B.相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)
C.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)
解答:。地球表面地磁場(chǎng)方向由南向北,電子是帶負(fù)電,根據(jù)左手定則可判定,電子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向西。故C項(xiàng)正確
例3:如圖3所示,一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若小帶電體的質(zhì)量為m,為了使它對(duì)水平絕緣面正好無(wú)壓力,應(yīng)該()
A.使B的數(shù)值增大
B.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向上移動(dòng)
C.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向右移動(dòng)
D.使磁場(chǎng)以速率v=mgqB,向左移動(dòng)
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1.一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則()
A.此空間一定不存在磁場(chǎng)
B.此空間可能有方向與電子速度平行的磁場(chǎng)
C.此空間可能有磁場(chǎng),方向與電子速度垂直
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
2.一束帶電粒子沿水平方向飛過靜止的小磁針的正上方,小磁針也是水平放置,這時(shí)小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn),則這束帶電粒子可能是()
A.由北向南飛行的正離子束B.由南向北飛行的正離子束
C.由北向南飛行的負(fù)離子束D.由南向北飛行的負(fù)離子束
3.電子以速度v0垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則()
A.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功
B.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變
C.電子的動(dòng)能始終不變
D.電子的動(dòng)量始終不變
4.如圖所示,帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是()[
5.如圖所示,空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一束電子流以初速v從水平方向射入,為了使電子流經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力),則在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向應(yīng)是()
A.B/v,方向豎直向上B.B/v,方向水平向左
C.Bv,垂直紙面向里D.Bv,垂直紙面向外
課后練習(xí)與提高
1.有關(guān)電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的說(shuō)法中,正確的是()
A.電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用
B.電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的作用
C.電荷受電場(chǎng)力的方向與該處的電場(chǎng)方向一致
D.電荷若受磁場(chǎng)力,則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直
2.如果運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)除磁場(chǎng)力作用外不受其他任何力作用,則它在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可能是()
A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.變加速曲線運(yùn)動(dòng)D.勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
3.電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi),螺線管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流,如圖所示,則電子束在螺線管中做()
A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.加速減速交替的運(yùn)動(dòng)D.來(lái)回振動(dòng)
4.帶電荷量為+q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是
A.只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同()
B.如果把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變
C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直
D.粒子只受到洛倫茲力的作用.不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
5.如圖,是電視機(jī)的像管的結(jié)構(gòu)示意圖,熒光屏平面位于坐標(biāo)平面xoy,y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會(huì)有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)打到坐標(biāo)原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。當(dāng)在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場(chǎng)(偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)),亮點(diǎn)將偏離原點(diǎn)0而打在x軸上的某一點(diǎn),偏離的方向和距離大小依賴于磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運(yùn)動(dòng)),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律是圖中()
6.如圖所示,帶電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng),它向左或向右運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)時(shí)()
A.速度相同
B.加速度相同
C.所受洛倫茲力相同
D.軌道給它的彈力相同
7.兩個(gè)帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子質(zhì)量之比為1:4,電荷量之比為1:2,則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為()
A.2:1B.1:1C.1:2D.1:4
磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?小編特地為大家精心收集和整理了“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
學(xué)習(xí)內(nèi)容3.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力
學(xué)習(xí)目標(biāo)1、會(huì)用左手定則來(lái)判斷安培力的方向,
2、通過磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義得出安培力的計(jì)算公式,應(yīng)會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問題、
3、知道磁電式電流表的工作原理。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)用左手定則判定安培力方向;用安培力公式計(jì)算
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識(shí)鏈接1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式:?jiǎn)挝唬?br>
2.磁通量計(jì)算式:?jiǎn)挝唬?br>
3.磁通密度是指:計(jì)算式為。
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
1、安培力的方向
(1)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受。
(2)安培力的方向特點(diǎn):盡管磁場(chǎng)與電流方向可以不垂直,但安培力肯總是直于電流方向、同時(shí)也垂直于磁場(chǎng)方向,即垂直于_____方向和_______方向所構(gòu)成的平面.
2、安培力的大?。?br>
(1)當(dāng)長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線,垂直于磁場(chǎng)B放置,通過電流為I時(shí),F(xiàn)=,此時(shí)電流受力最。
(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流平行時(shí),安培力F=。
(3)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線的方向成θ時(shí),F(xiàn)=
說(shuō)明:以上是在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的計(jì)算公式,非勻強(qiáng)磁場(chǎng)可以看成是很多個(gè)大小、方向不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的組合,通電導(dǎo)線在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.
3、磁電式電流表:
(1)用途:。[
(2)依據(jù)原理:。
(3)構(gòu)造:。
(4)優(yōu)缺點(diǎn):
電流表的靈敏度很高,是指通過很小的電流時(shí),指針就可以偏轉(zhuǎn)較大的角度。在使用電流表時(shí),允許通過的電流一般都很小,使用時(shí)應(yīng)該特別注意。
【范例精析】
例1、試用電流的磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的原理,證明通有同向電流的導(dǎo)線相互吸引,通有異向電流的導(dǎo)線相互推斥力.
解析:
例2、如圖3-4-3所示,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AB靜止在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,導(dǎo)體棒的電阻為R,其余接觸電阻不計(jì),磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)體棒斜向上與水平面的夾角為θ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,求軌道對(duì)導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力.
解析:
拓展:本題是有關(guān)安培力的典型問題,必須作好受力分析圖,原題給出的是立體圖是很難進(jìn)行受力分析,應(yīng)畫出投影圖,養(yǎng)成良好的受力習(xí)慣是能力培養(yǎng)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).
達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.關(guān)于安培力的說(shuō)法中正確的是()
A.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受安培力的作用
B.安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比,與電流成正比,而與其他量無(wú)關(guān)
C.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)和通電導(dǎo)線所構(gòu)成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線
2.下圖所示的四種情況,通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其中通電導(dǎo)線不受安培力的是()
3.如圖3-4-5所示,一根質(zhì)量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,通入A→C方向的電流時(shí),懸線張力不為零,欲使懸線張力為零,可以采用的辦法是()
A、不改變電流和磁場(chǎng)方向,適當(dāng)增大電流
B、只改變電流方向,并適當(dāng)減小電流
C、不改變磁場(chǎng)和電流方向,適當(dāng)減小磁感強(qiáng)度
D、同時(shí)改變磁場(chǎng)方向,并適當(dāng)增大磁感強(qiáng)度
4.一根長(zhǎng)直導(dǎo)線穿過載流金屬環(huán)中心且垂直與金屬環(huán)的平面,導(dǎo)線和環(huán)中的電流方向如圖3-4-6所示,那么金屬環(huán)受的力:()
A.等于零B.沿著環(huán)半徑向外C.向左D.向右
5.如上左3圖所示,一位于xy平面內(nèi)的矩形通電線圈只能繞ox軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的四個(gè)邊分別與x、y軸平行,線圈中電流方向如圖,當(dāng)空間加上如下所述的哪種磁場(chǎng)時(shí),線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)?()
A.方向沿x軸的恒定磁場(chǎng)B.方向沿y軸的恒定磁場(chǎng)
C.方向沿z軸的恒定磁場(chǎng)D.方向沿z軸的變化磁場(chǎng)
6.如圖3-4-7所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B.天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈,寬為L(zhǎng),共N匝,線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時(shí),在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡.當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡.由此可知()
A、B方向垂直紙面向里,大小為(m1-m2)g/NIL
B、B的方向垂直紙面向里,大小為mg/2NIL
C、B的方向垂直紙面向外,大小為(m1-m2)g/NIL
D、B的方向垂直紙面向外,大小為mg/2NIL
7.如圖3-4-8所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流,則()
A、磁鐵對(duì)桌面壓力減小,不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對(duì)桌面壓力減小,受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對(duì)桌面壓力增大,不受桌面的摩擦力作用
D、磁鐵對(duì)桌面壓力增大,受到桌面的摩擦力作用
8.在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放置一根長(zhǎng)=10cm的直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通過I=2A的電流.求以下情況,導(dǎo)線所受的安培力:(1)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直;(2)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角為30°;(3)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向平行.
9.在兩個(gè)傾角均為的光滑斜面上,放有一個(gè)相同的金屬棒,分別通以電流I1和I2,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,方向如圖3-4-9中(a)、(b)所示,兩金屬棒均處于平衡狀態(tài),則兩種情況下的電流強(qiáng)度的比值I1:I2為多少?
10.如圖3-4-10所示,兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場(chǎng)力大小為F1.當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,a受到磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2,則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ?br>
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如圖3-4-11所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線AB放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,通過的電流為I,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則AB所受的磁場(chǎng)力的大小為()
A.BILB.BIdcosθC.BId/sinθD.BIdsinθ