說明:磁場對電荷安培力作用,那么磁場對運(yùn)動電荷是否有力的作用呢?請看下面的實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)儀器:安裝一個陰極、一個陽極的真空玻璃管、高壓電源、磁鐵
實(shí)驗(yàn)原理:電子束由陰極出發(fā),穿過真空到達(dá)陽極,形成一種電流,電流作用在熒光物質(zhì)上產(chǎn)生熒光
實(shí)驗(yàn)步驟:( l )沒有磁場時(shí),瑰察電于束的徑跡
( 2 )把電子射線管放在蹄形磁長的兩極之間,瑰察電子束的徑跡
( 3 )調(diào)換磁鐵N、S極的位置 ,再次觀察電子束的徑跡
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:磁場對運(yùn)動的電荷有力的作用,保持電子的運(yùn)動方向不變,改變磁場的方向,受力的方向
也改變,
說明:磁場對運(yùn)動的電荷有力的作用,這個力我們稱之為洛侖茲力
問:洛侖茲力和安培力之間是什么關(guān)系?(微觀和宏觀的關(guān)系)
二、洛侖茲力的方向
問:既然洛侖茲力和安培力之間是微觀和宏觀的關(guān)系,那么能夠根據(jù)安培力方向的判斷方法來總結(jié)洛侖茲力方向的判斷方法呢?(若運(yùn)動電荷是正電荷,則可以這樣表示:伸開左手.使拇指跟其余四指垂直.并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線穿入手心.并使四指指向正電荷的運(yùn)動方向.那么.拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向)
問:若運(yùn)動電荷是負(fù)電荷,又該如何表示洛侖茲力的方向呢?(伸開左手.使拇指跟其余四指垂直.并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線穿入手心.并使四指指向負(fù)電荷的運(yùn)動方向的反方向.那么.拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向)
說明:綜上所述可以這樣判斷洛侖茲力的方向:伸開左手.使拇指跟其余四指垂直.并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線穿入手心.并使四指指向正電荷的運(yùn)動方向(負(fù)電荷的運(yùn)動方向的反方向).那么.拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向
三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)
說明: 圖2 . 4 - 2 所示的實(shí)驗(yàn)裝置叫做洛倫茲力演示儀,可以演示洛倫茲力的方向和大小。
問:洛侖茲力演示儀的構(gòu)造如何?(它由一個球形電子射線管和一組線圈組成,電子射線管可以發(fā)射電子,通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度,兩組線圈之間可以殘生磁場,通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
實(shí)驗(yàn)過程:接通射線管,不給線圈通電
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電子束沿直線運(yùn)動
實(shí)驗(yàn)過程:接通射線管,并且給線圈通電
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電子束沿曲線運(yùn)動
實(shí)驗(yàn)過程:保持電子射線管的電壓不變,改變線圈的電流
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電子束沿曲線運(yùn)動的半徑發(fā)生變化
實(shí)驗(yàn)過程:保持線圈的電流不變,改變電子射線管的電壓
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電子束沿曲線運(yùn)動的半徑發(fā)生變化
綜上所述:磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑
四、顯像管的工作原理
說明:電視顯像管應(yīng)用了電子束偏轉(zhuǎn)的原理,顯像管中的陰極在工作時(shí)發(fā)射電子,熒光屏上涂有熒光物質(zhì),電子束打在熒光屏上會發(fā)光,但是,很細(xì)的一束電子打在熒光屏上只能使一個點(diǎn)發(fā)光,如圖3.5-4所示,在不加電場的情況下,電子束直接打在O點(diǎn)。
問:要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?(應(yīng)用左手定則,應(yīng)該垂直打在紙面向上)
問:要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的B點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?(應(yīng)用左手定則,應(yīng)該垂直打在紙面向下)
問:如果要使電子束打在熒光屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化?(由垂直直面向下逐漸減小,然后變成垂直紙面向上逐漸增大)
說明:實(shí)際上,在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都加有偏轉(zhuǎn)磁場,其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化,水平方向的磁場是電子上下移動,豎直方向的磁場使電子左右移動,這樣電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)就能夠布滿整個區(qū)域,這種電視技術(shù)就就稱之為掃描,電視機(jī)中每秒要進(jìn)行50場掃描,使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。偏轉(zhuǎn)線圈通常做成馬鞍型。
第四節(jié)、磁場對運(yùn)動電荷的作用
板書設(shè)計(jì)
一、洛侖茲力
1、洛侖茲力:磁場對運(yùn)動電荷力的作用
2、洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關(guān)系
二、洛侖茲力的方向
1、判斷洛侖茲力的方向:伸開左手.使拇指跟其余四指垂直.并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線穿入手心.并使四指指向正電荷的運(yùn)動方向(負(fù)電荷的運(yùn)動方向的反方向).那么.拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向
三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)
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