速度选择器、磁流体体发电机洛伦兹力-习题课.ppt

洛伦兹力习题课 课标要求 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用 学习目标 了解速度选择器基本构造及工作的基本原理了解磁流体发电机基本构造及工作的基本原理通过自主阅读知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理 能解释电视机中的磁偏转 学习重点 速度选择器 磁流体发电机 电视显像管的基本构造及工作的基本原理 学习难点 洛伦兹力在速度选择器 磁流体发电机 电视显像管中的作用 学习环节一 速度选择器 在速度选择器中 不计重力 则 在如图所示的平行板器件中 电场强度E和磁感应强度B相互垂直 具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同 Eq Bqv即v E B 这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来 匀速 或者说沿直线 通过 所以叫速度选择器 特定速度的大小 小组讨论1 1 其他条件不变 把粒子改为负电荷 能通过吗 2 电场 磁场方向不变 粒子从右向左运动 能直线通过吗 3 想让带电粒子从右侧进入直线通过 速度选择器如何变化 结论 1 速度选择器与电荷的正负无关 只选择速度的大小和方向 从哪侧进入 2 带电粒子必须以唯一确定的速度 包括大小 方向 才能匀速 或者说沿直线 通过速度选择器 否则偏转 3 注意电场和磁场的方向搭配 课堂评价1 如图所示是粒子速度选择器的原理图 如果粒子所具有的速率v E B 那么 A 带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区 才能沿直线通过B 带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区 才能沿直线通过C 不论粒子电性如何 沿ab方向从左侧进入场区 都能沿直线通过D 不论粒子电性如何 沿ba方向从右侧进入场区 都能沿直线通过 c 若速度小于这一速度V E B即洛伦兹力小于电场力 若速度大于这一速度V E B即洛伦兹力大于电场力 电场力将大于洛伦兹力 带电粒子将向电场力方向偏转 电场力做正功 动能将增大 洛伦兹力也将增大 轨迹是一条曲线 电场力将小于洛伦兹力 带电粒子将向洛伦兹力方向偏转 电场力将做负功 动能将减小 洛伦兹力也将减小 轨迹是一条曲线 小组讨论2 小结 当Eq Bqv即v E B时 粒子作曲线运动 电场力做正功 当Eq Bqv即v E B时 粒子作匀速直线运动 电场力不做功 当EqE B时 粒子作曲线运动 电场力做负功 及时反馈 在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场 一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中 射出时粒子的动能减少了 为了使粒子射出时动能增加 在不计重力的情况下 可采取的办法是 A 增大粒子射入时的速度B 减小磁场的磁感应强度C 增大电场的电场强度D 改变粒子的带电性质 BC 课堂评价2 正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E 一带电的粒子 以速度v1垂直射入 而以速度v2射出 则 A v1 E Bv2 v1B v1 E B v2 v1C v1 E Bv2 v1D v1 E B v2 v1 BC 学习环节2 磁流体发电机 磁流体发电是一项新兴技术 它可以把物体的内能直接转化为电能 右图是它的示意图 平行金属板A B之间有一个很强的磁场 将一束等粒子体 即高温下电离的气体 含有大量正 负带电粒子 喷入磁场 AB两板间便产生电压 如果把AB和用电器连接 AB就是一个直流电源的两个电极 磁流体发电机 1 图中AB板哪一个是电源的正极 2 此发电机的电动势 两板距离为d 磁感应强度为B 等离子速度为v 电量为q 原理 B 正电荷 Eq Bqv 磁流体发电机 Eq Bqv 电动势 E Ed 电动势 E Bvd 课堂评价3 如图所示是等离子体发电机的示意图 平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B 0 5T 两板间距离为20 要使AB端的输出电压为220V 则等离子垂直射入磁场的速度为多少 代入数据得v 2200m s 电流的方向如何 由B到A 学习环节3 电视显像管 1 如果要使电子束在水平方向偏离中心 打在屏上的A点 偏转磁场应该沿什么方向 2 如果要使电子束在水平方向偏离中心 打在B点 磁场应该沿什么方向 3 如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动 偏转磁场应该怎样变化 自主阅读课本97页思考与讨论 组内讨论交流 小结 一 速度选择器1 速度选择器与电荷的正负无关 只选择速度的大小和方向 从哪侧进入 2 带电粒子必须以唯一确定的速度 包括大小 方向 才能匀速 或者说沿直线 通过速度选择器 否则偏转 3 注意电场和磁场的方向搭配 当Eq Bqv即v E B时 粒子作匀速直线运动 电场力不做功当EqE B时 粒子作曲线运动 电场力做负功当Eq Bqv即v E B时 粒子作曲线运动 电场力做正功二 磁流体发电机电动势 E Ed Bvd三 电视显像管原理 应用电子束磁偏转的道理 原理 应用电子束磁偏转的道理 三 电视显像管的工作原理