速度選擇器、磁流體體發(fā)電機(jī)洛倫茲力-習(xí)題課

洛倫茲力習(xí)題課

【課標(biāo)要求】了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】了解速度選擇器基本構(gòu)造及工作的基本原理了解磁流體發(fā)電機(jī)基本構(gòu)造及工作的基本原理通過自主閱讀知道電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理，能解釋電視機(jī)中的磁偏轉(zhuǎn)【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】洛倫茲力在速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電視顯像管中的作用學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)一.速度選擇器在速度選擇器中，不計(jì)重力，則：在如圖所示的平行板器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同。Eq=Bqv即v=E/B這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，勻速（或者說沿直線）通過,所以叫速度選擇器。特定速度的大小：小組討論1：1、其他條件不變，把粒子改為負(fù)電荷，能通過嗎？2、電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向不變，粒子從右向左運(yùn)動(dòng)，能直線通過嗎？3、想讓帶電粒子從右側(cè)進(jìn)入直線通過，速度選擇器如何變化？結(jié)論：1.速度選擇器與電荷的正負(fù)無關(guān)；只選擇速度的大小和方向（從哪側(cè)進(jìn)入）。2.帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則偏轉(zhuǎn)。3.注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向搭配。課堂評(píng)價(jià)1．如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖，如果粒子所具有的速率v=E/B，那么:()A．帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，才能沿直線通過B.帶負(fù)電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，才能沿直線通過C．不論粒子電性如何，沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，都能沿直線通過D.不論粒子電性如何，沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，都能沿直線通過c若速度小于這一速度V<E/B即洛倫茲力小于電場(chǎng)力若速度大于這一速度V>E/B即洛倫茲力大于電場(chǎng)力電場(chǎng)力將大于洛倫茲力，帶電粒子將向電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能將增大，洛倫茲力也將增大,軌跡是一條曲線。電場(chǎng)力將小于洛倫茲力,帶電粒子將向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力將做負(fù)功，動(dòng)能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條曲線。小組討論2：小結(jié)：—+BEv=E/Bv>E/BFfFf當(dāng)Eq>Bqv即v<E/B時(shí)，粒子作曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功當(dāng)Eq=Bqv即v=E/B時(shí)，粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力不做功當(dāng)Eq<Bqv即v>E/B時(shí)，粒子作曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功v<E/B及時(shí)反饋：在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入場(chǎng)中，射出時(shí)粒子的動(dòng)能減少了，為了使粒子射出時(shí)動(dòng)能增加，在不計(jì)重力的情況下，可采取的辦法是：A.增大粒子射入時(shí)的速度B.減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)BC課堂評(píng)價(jià)2：正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度分別為B和E，一帶電的粒子，以速度v1垂直射入，而以速度v2射出，則（）A.v1=E/B

v2＜v1

B.v1＞E/B,v2＜v1

C.v1＜E/B

v2＞v1D.v1＞E/B.v2＞v1

BCqBvEqqBvEq學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)2.磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，右圖是它的示意圖，平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等粒子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場(chǎng)，AB兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把AB和用電器連接，AB就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。流體為：等離子束目的：發(fā)電磁流體發(fā)電機(jī)1、圖中AB板哪一個(gè)是電源的正極？2、此發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)？（兩板距離為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子速度為v，電量為q）d原理B正電荷Eq=Bqv磁流體發(fā)電機(jī)Eq=Bqv電動(dòng)勢(shì)：E’=Ed電動(dòng)勢(shì)：E’=Bvd課堂評(píng)價(jià)3：如圖所示是等離子體發(fā)電機(jī)的示意圖，平行金屬板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，兩板間距離為20㎝，要使AB端的輸出電壓為220V，則等離子垂直射入磁場(chǎng)的速度為多少？

代入數(shù)據(jù)得v=2200m/s電流的方向如何？由B到A學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)3、電視顯像管（1）如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（2）如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在B點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（3）如果要使電子束打在熒光屏上的位置由B逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？自主閱讀課本97頁思考與討論，組內(nèi)討論交流

小結(jié)：

一、速度選擇器1.速度選擇器與電荷的正負(fù)無關(guān)；只選擇速度的大小和方向（從哪側(cè)進(jìn)入）。2.帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則偏轉(zhuǎn)。3.注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向搭配。當(dāng)Eq=Bqv即v=E/B時(shí)，粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力不做功當(dāng)Eq<Bqv即v>E/B時(shí)，粒子作曲線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)