1.2 磁场对运动电荷的作用力 导学案-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理导学案围绕“磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力”展开，引导学生通过知识回顾安培力的方向与大小，结合自主预习初步认识洛伦兹力的定义和方向，再通过课堂探究从实验现象和理论推导两方面建立安培力与洛伦兹力的联系，系统学习洛伦兹力的方向判断（左手定则）、大小计算及应用，形成完整的知识脉络与学习支架。 这份资料以核心素养为导向设计，亮点突出。学习目标明确培养物理观念（运动和相互作用观念），通过推导洛伦兹力公式体会模型建构与演绎推理的科学思维方法；课堂探究环节设置猜想、实验现象梳理及公式推导过程，强化科学探究能力；结合极光、CT等生活与科技实例，体现物理知识与科学技术的联系，落实科学态度与责任。自我测评题和分层作业设计，兼顾不同学生需求，便于自主学习与教师评估，助力提升教学效果。

固安一中导学案—化学（选修5） 编制人：刘艳仿 审核人 ：毕增文 授课时间： 固安一中高二物理导学案——磁场对运动电荷的作用力 学必习，习必熟，熟必久 2025.11 1.2运磁场对运动电荷的作用力 【学习目标】 1.通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解洛伦兹力在生产生活中的应用。 2.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法。经历一般情况下洛伦兹力表达式的得出过程，进一步体会矢量分析的方法。 3.了解极光基本原理，认识电子束的磁偏转，了解洛伦兹力的应用，体会物理知识与科学技术的关系。 【学习重难点】 1.学习重点：洛伦兹力方向的判断和大小计算； 2.学习难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。 【知识回顾】 一、安培力的方向 1．安培力：___________________在磁场中受的力。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线___________________，并使四指指向___________________的方向，这时___________________的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于___________________所决定的平面。 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F＝__________。 2．当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线所受安培力为。 3．当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，导线所受安培力F＝_______________________。 【自主预习】 一、洛伦兹力的方向 1．洛伦兹力的定义 ___________________在磁场中受到的力称为洛伦兹力。 2．洛伦兹力的方向 (1)判断方法：左手定则。 (2)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指___________，并且都与手掌在同一个平面 内；让_______________从掌心________进入，并使四指指向正电荷运动的方向， 这时_____________所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受________________的方向， 如图所示。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 二、洛伦兹力的大小 1．电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁感应强度方向垂直，则F＝__________。 2．当电荷沿磁场方向运动(即v与B的夹角θ＝0或v∥B)时，F＝。 3．当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，F＝_______________________________________。 【课堂探究】 探究一：磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 荷兰理论物理学家洛伦兹最早提出洛伦兹力的猜想，为了纪念他，人们把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。 洛伦兹力公式是电磁学的基本公式，与万有引力定律的地位相当，洛伦兹力公式和麦克斯韦电磁场方程是经典电磁理论的两大支柱，为解释各种电磁现象奠定了基础。 他与他的学生塞曼共同分享了1902年的诺贝尔物理学奖。 探究二：洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力的方向有什么规律？ 猜想1：洛伦兹力的方向与哪些因素有关？ 猜想2：洛伦兹力的方向如何判断？ 梳理实验现象： 实验表明： 2.左手定则 探究三：洛伦兹力的大小 1.洛伦兹力的大小 你能根据洛伦兹力与安培力关系，尝试推导速度垂直入射磁场时受到的洛伦兹力的大小吗？ 一段长L通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中 n：单位体积内自由电荷的个数 q：自由电荷的电荷量 v：自由电荷定向移动的速度 S：导体横截面积 （1） 导体所受的安培力 （2） 导体中电流的大小 （3） 导体中自由电荷的总数 （4） 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 思考1：若电子平行于磁感线射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ 思考2：若电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ 小结： F＝ ，θ为 的夹角： ①当θ＝90°时： ②当v∥B 时： 探究四：洛伦兹力的应用 1.解释极光B 2.医院CT（计算机断层扫描）室、PET-CT等高端医疗设备、霍尔式车速传感器、正负电子 对撞机等从生活中常见的工具到先进的高新科技都应用到了洛伦兹力的特点。 3.思考：洛伦兹力的方向有什么特点？ 洛伦兹力的方向总跟粒子运动的速度方向 ，所以洛伦兹力对运动电荷 ，它只改变粒子 速度的 ，不改变带电粒子速度的 。 【自我测评】 1．下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(　　) A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动，受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 2．初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则(　　) A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 3．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是(　　) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 作业： 1.小组作业 思考并在小组讨论以下问题，形成结论： （1）进入磁场的带电粒子都会做匀速圆周运动吗？ （2）做匀速圆周运动的带电粒子，运动半径、周期与什么因素有关？ 2.分层作业 -1- 非学无以广才，非志无以成学 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $