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2019-2020年高中物理 2.4《磁場對運動電荷的作用》學案 新人教版選修1-1（無答案） 學習目標 1．知道用電子射線管研究磁場對運動電荷的作用。 2．會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 3．了解電子束的磁偏轉，理解其原理。 4．知道電視機顯像管是利用了電子束磁偏轉的原理，了解其工作過程。 自主學習 【問題1】 磁場對通電導線有力的作用，而電流是由電荷的定向移動形成的，磁場對運動電荷是否也有力的作用？若有，其與安培力有什么關系？ 【問題2】探究電子射線管的構造及工作原理？有條件的同學用電子射線管及磁鐵做實驗，能觀察到什么，能說明什么？ 【問題3】洛倫茲力是哪國哪個科學家首先提出的？它的方向如何判斷？可以用左手定則嗎？若能，用左手定則判斷電子射線管中運動電子在磁場中受洛倫茲力方向。 【問題4】洛倫茲力演示儀是由哪幾部分組成？靠什么來改變電子的速度和磁感應強度的大??？ 【問題5】有條件的同學可以觀察一下電視機的顯像管，簡單了解一下其組成部分及工作原理？ 合作探究 【問題1】運動的電荷在磁場中一定會受到洛倫茲力的作用嗎？ ①觀察從實驗室配備的電子射線管，了解其結構。在真空玻璃管內安裝一個陰極、一個陽極，陰極接高壓的_______、陽極接___________，管內裝有長條形的__________，______上的物質受到電子的撞擊時能夠發(fā)光。 ②不加磁鐵，觀察電子束的徑跡，可以得出什么結論？把電子射線管放在蹄形磁鐵的兩極之間，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結論？調換磁鐵南北極的位置，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結論？ ③保持電子射線管不動，在緩慢轉動磁鐵從而改變磁場的方向，再次觀察電子束的徑跡，又可得出什么結論？ 【問題2】影響洛倫茲力方向的因素 （1）在探究問題1中，發(fā)現(xiàn)調換磁鐵的方向，電子束的徑跡發(fā)生了改變，現(xiàn)保持電子射線管不動，在緩慢轉動磁鐵從而改變磁場的方向，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結論？ 保持磁鐵位置不動，調換電子射線管的陰、陽兩極位置，達到改變電流方向的目的，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結論。 （2）在磁感應強度和電流方向確定的情況下，從理論上預測電子的偏轉方向，從而驗證左手定則的正確性。 【問題3】電子束的磁偏轉 探究洛倫茲力演示儀的結構，它是通過改變什么達到改變電子速度和磁感應強度大小的？為什么沒有磁場時電子束沿直線運動？外加磁場后電子束沿圓周運動，圓周運動的半徑與什么有關？ 【問題4】閱讀教材探究電視顯像管的工作原理，有條件的學生可以對照實物探究其結構，理解掃描的定義。 【問題5】一個電子打在熒光屏上只有一個點發(fā)光，為什么顯像管工作時整個屏幕發(fā)光？為什么電視畫面不是一張張圖片而是與實際生活真實情景類似的連續(xù)畫面？ 【問題6】閱讀課本上“正電子的發(fā)現(xiàn)”一文，討論正電子發(fā)現(xiàn)的物理意義及為什么約里奧-居里夫婦會錯失發(fā)現(xiàn)正電子的機遇？你從中得到了什么啟示？ 【問題7】閱讀課本上“阿爾法磁譜儀”一文，探究其結構，它的作用是什么？對物理研究有什么重大意義？ 課堂檢測 A 1．關于安培力、電場力和洛倫茲力，下列說法正確的是（ ） A．電荷在電場中一定受電場力作用，電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用 B．電荷所受電場力一定與該處電場方向一致，電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場方向垂直 C．安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷 D．安培力和洛倫茲力本質上都是磁場對運動電荷的作用，安培力可以對通電導線做功，洛倫茲力對運動電荷也做功 2．一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉，則（ ） A．此空間一定不存在磁場 B．此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直 C．此空間可能有電場，方向與電子速度垂直 D．此空間可能有電場，方向與電子速度平行 3． 一長直螺線管通有交流電，一個電子以速度v沿著螺線管的軸線射入管內，則電子在管內的運動情況是( ) A．勻加速運動 B．勻減速運動 C．勻速直線運動 D．在螺線管內來回往復運動 4．對陰極射線管的認識，下列說法錯誤的是 （ ） A．陰極射線管是用來觀察電子束運動軌跡的裝置 a B．借助陰極射線管我們可以看到每個電子的運動軌跡 C．陰極射線管內部抽成真空 D．陰極射線管工作時，它的陰極和陽極之間存在強電場 B + v B - v B B + v B v _ 圖2.4-1 5．試判斷圖2.4-1所示的帶電粒子剛進入磁場時所受洛倫茲力的反向？ 圖2.4-2 6．運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，運動方向會發(fā)生偏轉，這一點對地球上的生命來說有十分重要意義。從太陽和其它星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為 宇宙射線，在射向地球時，由于地磁場的存在，改變了帶電粒子的 運動方向，對地球起到了保護作用。如圖2.4-2為地磁場對宇宙射 線作用的示意圖?，F(xiàn)有來自宇宙的一束質子流，以與地球表面垂直 的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子在進入地球周圍的空間時將 （ ） A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地點向東偏轉 C．相對于預定地點稍向西偏轉 D．相對于預定地點稍向北偏轉 學有所得