课堂新坐标2016_2017学年高中物理第3章打开电磁学的大门第3节洛伦兹力的应用教师用书鲁科版

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1、第3节　洛伦兹力的应用课　标　解　读重　点　难　点1.初步了解显像管的主要构造和真空显像管的工作原理．2.了解带电粒子的磁偏转在磁流体发电机中的作用．3.知道回旋加速器的工作原理，并了解加速器的基本用途.1.显像管、回旋加速器的原理．(重点)2.磁流体发电机和回旋加速器的原理．(难点)磁偏转与显像管1.基本知识(1)显像管的构造：主要由电子枪和荧光屏两部分构成．电子枪用来发射电子束，荧光屏在电子束的冲击下发光．(2)显像管的原理①为了再现拍摄时的原图像，必须使电子束的扫描反映出原图像的信息．②磁偏转线圈：偏转线圈通入电流时会产生磁场，当电子束通过

2、时，将受到洛伦兹力作用，实现水平偏转和竖直偏转．③电子束的偏转方向是用包含图像信息的交变电流控制磁偏转线圈实现的，电子束打在屏幕上的位置反映的就是图像的信息，屏幕上展现的也就是拍摄的图像．2．思考判断(1)黑白电视机的显像管中只有一支电子枪．(√)(2)其他电器设备在工作时，不会对电视机产生影响．(×)磁偏转与磁流体发电机1.基本知识(1)磁流体发电机的构造：由等离子源、磁极和两个极板三部分构成．(2)磁流体发电机的原理：等离子源中产生的高温等离子导电气体穿过磁场的发电通道时，受洛伦兹力作用，正、负离子分别向两个极板偏转，两个极板接收到带电离子后

3、形成电势差，当两个极板与外电路形成闭合电路时，电路中就产生了电流．2．思考判断(1)磁流体发电机与火力发电机相比，大大提高了能量的转化效率．(√)(2)目前我国已大量利用磁流体发电．(×)磁偏转与回旋加速器1．基本知识(1)回旋加速器的构造：如图331所示，D1，D2是半圆金属扁盒，D形盒的缝隙处接高频交流电源．D形盒处于匀强磁场中．图331(2)回旋加速器的原理：交流电周期和粒子做圆周运动的周期相同，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速．2．探究交流回旋加速器两端所加的交流电压的

4、周期由什么决定？【提示】　为了保证每次带电粒子经过时均被加速，使之能量不断提高，交流电压的周期必须等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期即T＝.因此，交流电压的周期由带电粒子的质量m、带电量q和加速器中的磁场的磁感应强度B来决定.磁流体发电机的工作原理【问题导思】　1．带电粒子在两极板间运动时受什么力作用？【提示】　受电场力和洛仑兹力．2．两极间电压只与离子射入速度有关吗？【提示】　不对．1．装置如图332所示，A、B为两个极板，极板间有匀强磁场，磁场方向向外，等离子束穿过磁场，根据左手定则可以判断，正电荷偏向B极，负电荷偏向A极．图33

5、22．原理正、负离子被极板吸收后，接收正离子的极板B带正电，接收负离子的极板A带负电，两极板间产生了电场，电场的出现阻碍了离子的进一步偏转，此后的离子受到两个力的作用：电场力和洛伦兹力，当这两个力平衡时，离子不再偏转，极板间的电压达到稳定．3．电压设带电粒子的运动速度为v，带电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，极板间距离为d，极板间电压为U，据FB＝Fe，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv.　如图333是汽车尾气磁流体发电的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R.极板间的磁场方向垂直纸面向里，等离子束(分别带有等

6、量正、负电荷的离子束)从左向右进入板间，下列表述正确的是(　　)图333A．M板的电势低于N极，通过电阻R的电流向上B．M板的电势低于N板，通过电阻R的电流向下C．M板的电势高于N板，通过电阻R的电流向上D．M板的电势高于N板，通过电阻R的电流向下【审题指导】　(1)根据左手定则确定正、负离子偏转的方向，从而确定金属板电势的高低．(2)根据金属板电势的高低判断流过电阻R的电流方向．【解析】　等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏转，打在上极板上，负电荷向下偏转，打在下极板上，所以上极板带正电，下极板带负电，则M板的电势高于N板的电势，流过电

7、阻的电流方向向下，选项D正确．【答案】　D这是一道联系实际的问题，要明确发电机的工作原理，综合运动学的知识，利用共点力的平衡进行求解．解决此类复合场问题时，正确地对物体进行受力分析是关键．1.目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图334所示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是(　　)图334A．A板带正电B．有电流从b经用电器流向aC．金属板A、B

8、间的电场方向向下D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力【解析】　由左手定则判定B板带正电，故A错误，B正确，C错误．