2018版高中物理 第3章 打开电磁学的大门 第3节 洛伦兹力的应用学案 鲁科版选修1 -1

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1、第3节　洛伦兹力的应用学　习　目　标知　识　脉　络1.初步了解显像管的主要构造和真空显像管的工作原理．(重点、难点)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，(重点、难点)并了解加速器的基本用途.磁偏转与显像管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，当电子束通过时，将受到洛伦兹力作用，实现水平偏转和偏转．(3)电子束的偏转方向是用包含图像信息的交变电流控制

2、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．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．(×)3．电子束撞击荧光屏时荧光屏会发光．(√)1．电子束的磁偏转电子束在磁场中运动时，若速度方向与磁场方向垂直根据左手定则，运动电荷所受洛伦兹力方向始终与其速度方向垂直．因此洛伦兹力不能改变运动电荷速度的大小，只能改变运动的方向，使其发生偏转．2．显像管的工作原理(1)工作原理：显像管工作时，阴极发射电子，加速后电子在偏转电场、磁场作用下打到荧光屏上不同位置，荧光屏因大量电子撞击发光而形成图像．

3、(2)扫描：电子束打在荧光屏上的光点，按一定规则不断在水平方向、竖直方向移动叫扫描．电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场，电视机中每秒要进行50场扫描．1．如图331所示，如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线，电流方向如图所示，电子射线将朝什么方向偏转？电流反向后情况会如何？想一想：为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机？图331【答案】　向下偏转　向上偏转　电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的，磁场将影响电子运动的轨迹，影响图象质量．2．显像管是电视机中的一个重要元件，如图332所示为电视机显像管的偏转线圈示意图，圆心黑点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向

4、纸外．当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应(　　)图332A．向左偏转　　B．向上偏转C．不偏转D．向下偏转【解析】　偏转线圈N极在右，S极在左，磁场方向向左，用左手定则，四指指向电子运动的反方向即可判断．【答案】　B　磁偏转与磁流体发电机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．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．(√

5、)2．目前我国已大量利用磁流体发电．(×)3．两极板间电压只与离子入射速度有关．(×)1．装置如图333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3332．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

6、＝Fe，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv.3.(多选)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、C错误，B正确．离子偏转的原因是离子受洛伦兹力大于所受电场力

7、，故D正确．【答案】　BD4．如图335所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度v为________，a是电源的________极.【导学号：18152071】图335【解析】　由qvB＝q得v＝，由左手定则知正电荷向上偏，所以a端是电源的正极．【答案】　　正这是一类联系实际的问题，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.磁偏转与回旋加速器1．回