2019-2020年高中物理 2.4《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》學(xué)案 新人教版選修1-1（無答案）.doc

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2019-2020年高中物理 2.4《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》學(xué)案 新人教版選修1-1（無答案） 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道用電子射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。 2．會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 3．了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)，理解其原理。 4．知道電視機(jī)顯像管是利用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理，了解其工作過程。 自主學(xué)習(xí) 【問題1】 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是否也有力的作用？若有，其與安培力有什么關(guān)系？ 【問題2】探究電子射線管的構(gòu)造及工作原理？有條件的同學(xué)用電子射線管及磁鐵做實(shí)驗(yàn)，能觀察到什么，能說明什么？ 【問題3】洛倫茲力是哪國哪個(gè)科學(xué)家首先提出的？它的方向如何判斷？可以用左手定則嗎？若能，用左手定則判斷電子射線管中運(yùn)動(dòng)電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向。 【問題4】洛倫茲力演示儀是由哪幾部分組成？靠什么來改變電子的速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小？ 【問題5】有條件的同學(xué)可以觀察一下電視機(jī)的顯像管，簡單了解一下其組成部分及工作原理？ 合作探究 【問題1】運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到洛倫茲力的作用嗎？ ①觀察從實(shí)驗(yàn)室配備的電子射線管，了解其結(jié)構(gòu)。在真空玻璃管內(nèi)安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽極，陰極接高壓的_______、陽極接___________，管內(nèi)裝有長條形的__________，______上的物質(zhì)受到電子的撞擊時(shí)能夠發(fā)光。 ②不加磁鐵，觀察電子束的徑跡，可以得出什么結(jié)論？把電子射線管放在蹄形磁鐵的兩極之間，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結(jié)論？調(diào)換磁鐵南北極的位置，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結(jié)論？ ③保持電子射線管不動(dòng)，在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵從而改變磁場(chǎng)的方向，再次觀察電子束的徑跡，又可得出什么結(jié)論？ 【問題2】影響洛倫茲力方向的因素 （1）在探究問題1中，發(fā)現(xiàn)調(diào)換磁鐵的方向，電子束的徑跡發(fā)生了改變，現(xiàn)保持電子射線管不動(dòng)，在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵從而改變磁場(chǎng)的方向，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結(jié)論？ 保持磁鐵位置不動(dòng)，調(diào)換電子射線管的陰、陽兩極位置，達(dá)到改變電流方向的目的，觀察電子束的徑跡，又可得出什么結(jié)論。 （2）在磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流方向確定的情況下，從理論上預(yù)測(cè)電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而驗(yàn)證左手定則的正確性。 【問題3】電子束的磁偏轉(zhuǎn) 探究洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)，它是通過改變什么達(dá)到改變電子速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的？為什么沒有磁場(chǎng)時(shí)電子束沿直線運(yùn)動(dòng)？外加磁場(chǎng)后電子束沿圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與什么有關(guān)？ 【問題4】閱讀教材探究電視顯像管的工作原理，有條件的學(xué)生可以對(duì)照實(shí)物探究其結(jié)構(gòu)，理解掃描的定義。 【問題5】一個(gè)電子打在熒光屏上只有一個(gè)點(diǎn)發(fā)光，為什么顯像管工作時(shí)整個(gè)屏幕發(fā)光？為什么電視畫面不是一張張圖片而是與實(shí)際生活真實(shí)情景類似的連續(xù)畫面？ 【問題6】閱讀課本上“正電子的發(fā)現(xiàn)”一文，討論正電子發(fā)現(xiàn)的物理意義及為什么約里奧-居里夫婦會(huì)錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)正電子的機(jī)遇？你從中得到了什么啟示？ 【問題7】閱讀課本上“阿爾法磁譜儀”一文，探究其結(jié)構(gòu)，它的作用是什么？對(duì)物理研究有什么重大意義？ 課堂檢測(cè) A 1．關(guān)于安培力、電場(chǎng)力和洛倫茲力，下列說法正確的是（ ） A．電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用，電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力作用 B．電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致，電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直 C．安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷 D．安培力和洛倫茲力本質(zhì)上都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也做功 2．一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（ ） A．此空間一定不存在磁場(chǎng) B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度垂直 C．此空間可能有電場(chǎng)，方向與電子速度垂直 D．此空間可能有電場(chǎng)，方向與電子速度平行 3． 一長直螺線管通有交流電，一個(gè)電子以速度v沿著螺線管的軸線射入管內(nèi)，則電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況是( ) A．勻加速運(yùn)動(dòng) B．勻減速運(yùn)動(dòng) C．勻速直線運(yùn)動(dòng) D．在螺線管內(nèi)來回往復(fù)運(yùn)動(dòng) 4．對(duì)陰極射線管的認(rèn)識(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ） A．陰極射線管是用來觀察電子束運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置 a B．借助陰極射線管我們可以看到每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡 C．陰極射線管內(nèi)部抽成真空 D．陰極射線管工作時(shí)，它的陰極和陽極之間存在強(qiáng)電場(chǎng) B + v B - v B B + v B v _ 圖2.4-1 5．試判斷圖2.4-1所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力的反向？ 圖2.4-2 6．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)對(duì)地球上的生命來說有十分重要意義。從太陽和其它星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為 宇宙射線，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了帶電粒子的 運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用。如圖2.4-2為地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射 線作用的示意圖。現(xiàn)有來自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表面垂直 的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)將 （ ） A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)向東偏轉(zhuǎn) C．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn) 學(xué)有所得