人教版 (新课标)选修1四、磁场运动电荷的作用教学设计

第四节、磁场对运动电荷的作用

一、洛仑兹力
问：电流和电荷的运动之间存在怎样的关系？（运动的电荷形成电流）
说明：磁场对电荷安培力作用，那么磁场对运动电荷是否有力的作用呢？请看下面的实验
演示实验
实验仪器：安装一个阴极、一个阳极的真空玻璃管、高压电源、磁铁
实验原理：电子束由阴极出发，穿过真空到达阳极，形成一种电流，电流作用在荧光物质上产生荧光
实验步骤：( l ）没有磁场时，瑰察电于束的径迹
                    ( 2 ）把电子射线管放在蹄形磁长的两极之间，瑰察电子束的径迹
                 （ 3 ）调换磁铁N、S极的位置 ，再次观察电子束的径迹
实验结果：磁场对运动的电荷有力的作用，保持电子的运动方向不变，改变磁场的方向，受力的方向
                    也改变，
说明：磁场对运动的电荷有力的作用，这个力我们称之为洛仑兹力
问：洛仑兹力和安培力之间是什么关系？（微观和宏观的关系）
二、洛仑兹力的方向
问：既然洛仑兹力和安培力之间是微观和宏观的关系，那么能够根据安培力方向的判断方法来总结洛仑兹力方向的判断方法呢？（若运动电荷是正电荷，则可以这样表示：伸开左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心．并使四指指向正电荷的运动方向．那么．拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向）
问：若运动电荷是负电荷，又该如何表示洛仑兹力的方向呢？（伸开左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心．并使四指指向负电荷的运动方向的反方向．那么．拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向）
说明：综上所述可以这样判断洛仑兹力的方向：伸开左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心．并使四指指向正电荷的运动方向(负电荷的运动方向的反方向)．那么．拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向
三、电子束的磁偏转
说明： 图2 . 4 - 2 所示的实验装置叫做洛伦兹力演示仪，可以演示洛伦兹力的方向和大小。
问：洛仑兹力演示仪的构造如何？（它由一个球形电子射线管和一组线圈组成，电子射线管可以发射电子，通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度，两组线圈之间可以残生磁场，通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小）
实验过程：接通射线管，不给线圈通电
实验现象：电子束沿直线运动
实验过程：接通射线管，并且给线圈通电
实验现象：电子束沿曲线运动
实验过程：保持电子射线管的电压不变，改变线圈的电流
实验现象：电子束沿曲线运动的半径发生变化
实验过程：保持线圈的电流不变，改变电子射线管的电压
实验现象：电子束沿曲线运动的半径发生变化
综上所述：磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径
四、显像管的工作原理
说明：电视显像管应用了电子束偏转的原理，显像管中的阴极在工作时发射电子，荧光屏上涂有荧光物质，电子束打在荧光屏上会发光，但是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，如图3.5-4所示，在不加电场的情况下，电子束直接打在O点。
问：要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？（应用左手定则，应该垂直打在纸面向上）
问：要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的B点，偏转磁场应该沿什么方向？（应用左手定则，应该垂直打在纸面向下）
问：如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？（由垂直直面向下逐渐减小，然后变成垂直纸面向上逐渐增大）
说明：实际上，在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，水平方向的磁场是电子上下移动，竖直方向的磁场使电子左右移动，这样电子束打在荧光屏上的光点就能够布满整个区域，这种电视技术就就称之为扫描，电视机中每秒要进行50场扫描，使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，叫做偏转线圈。偏转线圈通常做成马鞍型。

第四节、磁场对运动电荷的作用
板书设计
一、洛仑兹力
1、洛仑兹力：磁场对运动电荷力的作用
2、洛仑兹力和安培力是微观和宏观的关系
二、洛仑兹力的方向
1、判断洛仑兹力的方向：伸开左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心．并使四指指向正电荷的运动方向(负电荷的运动方向的反方向)．那么．拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向
三、电子束的磁偏转
1、磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径
四、显像管的工作原理
1、原理：磁场对运动电荷的偏转作用