2.3洛仑兹力和显像管 课件 (3)41张PPT
文档属性
| 名称 | 2.3洛仑兹力和显像管 课件 (3)41张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-07 08:38:47 | ||
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文档简介
课件41张PPT。第二章 磁场2.3 洛伦兹力和显像管 电子在磁场中发生偏转，受到什么力的作用呢？？
1. 知识与能力知道在磁场中的运动电荷受到的洛伦兹力，学会用左手定则判定洛伦兹力的方向。知道洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转的原理。了解电视显像管中如何利用磁偏转实现电子束扫描的。了解霍尔元件是如何利用磁场形成霍尔电压的。2. 过程与方法通过观察演示实验，学习洛伦兹力。通过与安培力的类比，学会判定洛伦兹力的方向和大小。通过试验，学习霍尔效应。3. 情感态度与价值观了解物理知识在实际生活中的广泛应用，了解物理知识的重要性，激发学习物理的兴趣。从宏观到微观，从现象到本质，培养逻辑推理能力。重点：知道在磁场中的运动电荷受到洛伦兹力。学会用左手定则判定洛伦兹力的方向。知道洛伦兹力的大小。难点：电子束的磁偏转原理。电视显像管中如何利用磁偏转实现电子束扫描。1. 洛伦兹力2. 显像管3. 霍尔效应和霍尔元件1. 洛伦兹力演示实验：电子束在磁场中的偏转结论 试验表明运动电荷在磁场中受到力的作用，这种力称为洛伦兹力。 通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。（1）洛伦兹力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直并且在同一平面内，让磁感线垂直进入掌心，并使四指指向正电荷运动的方向，则拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。注意：左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。 左手定则判定洛伦兹力的方向与左手定则判定安培力的方向是一回事吗？为什么？ 解答：是一回事，原因是电流是电荷的定向运动，电流的方向是正电荷运动的方向。磁场中通电导线所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。（2）洛伦兹力的大小① 当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，F=qvB 。
② 当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力. 即F=0 。③ 国际单位制中，上述各个物理量的单位分别为：N、C、m/s、T 。注意1. 洛伦兹力垂直于v与Β所在的平面2. 洛伦兹力对运动电荷不做功
3. 区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同:
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。2.显像管 显像管在日常生活中应用很广泛，你知道它的工作原理吗？？？？显像管的结构及符号（1）磁偏转 运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向发生偏转的现象。（2）磁偏转的应用 电视机显像管、电视摄像管、CRT显示器等等。（3）显像管① 显像管的结构观察主要由电子枪、荧光屏和偏转线圈组成② 显像管的工作过程电子束扫描：电子束对荧光屏自左向右、自上向下的运动。 行扫描：水平方向的扫描。 帧扫描：竖直方向的扫描。 电子枪发出高速电子流撞在荧光屏上，激发出荧光。若把书上的每个字想象成荧光屏上的每个发光点，从每行的左边移到右边，再从第一行移到最后一行。电子束完成一帧完整画面要扫625行，每秒要扫25帧画面。画面的迅速变换和视觉暂留效应使我们看到了活动的图像。② 显像管的工作原理 显像管中，线圈有行偏转线圈和帧偏转线圈。与磁场方向垂直的电子束运动时，行偏转线圈产生竖直的磁场，电子束受洛伦兹力发生水平偏转；帧偏转线圈产生沿水平方向的磁场，使电子束上下偏转。电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时，受洛伦兹力发生偏转。3.霍尔效应和霍尔元件（1）霍尔效应 概念：定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用，当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间形成一个稳定的电场，称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH，这个电压叫霍尔电压。霍尔效应原理图（2）用霍尔元件测量磁感应强度霍尔元件 将霍尔元件的BD端与多用电表的最灵敏的50μA电流档相连，电源E与可变电阻R串联后连到霍尔元件的AC端，用以输入控制电流。将条形磁铁的磁极靠近霍尔元件H，观察多用电表指针读数的变化。①保持霍尔元件H与条形磁铁磁极的相对位置不变，改变R的大小，观察多用电表指针读数的变化。霍尔电压与输入电流成正比② 按图检测收音机扬声器附近的磁场分布情况。检测结果：收音机附近是变化的磁场。③ 怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向？判断依据是什么？ 将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。 小小翻盖也有玄机-----折叠手机接听技术大揭秘
手机中的侧键、录音键、诺基亚手机的电源按键、干簧管和霍尔元件都是控制电路接通和断开的开关元件。按键是靠人手动操作；干簧管和霍尔元件是通过磁信号控制，使电路接通和断开。 干簧管：又叫磁控管，是用磁信号控制的 一种开关器件，常用于翻盖上，外壳为玻璃管，内有两个有一定距离的铁质弹性簧片作电极。当磁体靠近时，两簧片被 吸引而接通电路；磁体离开时两簧片分开而断路。 干簧管用于早期的翻盖和折叠手机中，通过翻盖的动作，使翻盖上的磁铁控制干簧管通、断，实现接听或挂机。 干簧管外壳易受损，出现按键失灵、显示不正常等故障。 霍尔元件：作用与干簧管一样，均为磁控制开关，用于近期的翻盖手机，是电了元件，外形象三极管，体积小不易损坏。1. 洛伦兹力
① 定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。
通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动 电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
② 方向：由左手定则判定
a. 正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。
b. 洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面 ③ 大小 a. 当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，f=qvB.
b. 当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力，f=0② 洛伦兹力对运动电荷不做功。
③ 区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同：
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。 注意① 左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。 电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时，受洛伦兹力发生偏转。2.显像管的工作原理（1）概念：定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用，当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间形成一个稳定的电场，称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH，这个电压叫霍尔电压。3. 霍尔效应和霍尔元件 将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。 （2）怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向？判断依据是什么？垂直纸面向内1. 判断运动电荷在磁场中受力方向2. 带电为+q的粒子在匀强磁场中运动说法正确的是（ ） A. 只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同。
B. 如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则 洛伦兹力的大小不变。
C. 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直。
D. 粒子只受到洛伦兹力作用其运动的动能动量均不变
√3．关于洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．静止在磁场中的带电粒子，所受洛伦兹力与磁场方向平行
B．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力的作用
C．洛伦兹力对运动电荷始终不做功
D．洛伦兹力对运动电荷有时做功有时不做功√4. 如图所示，Ｐ、Ｑ是两个电量相等的异种点电荷，其中Ｐ带正电，Ｑ带负电，它们连线的中点是Ｑ，ＭＮ是中垂线，两电荷连线与中垂线所在平面与纸面平行，在垂直纸面方向有一磁场，中垂线上一正电荷以初速度v0沿中垂线运动，忽略重力作用，则（ ）A．磁场的方向垂直纸面向外
B．正电荷做匀速直线运动，所受洛仑兹力的大小不变
C．正电荷做匀速直线运动，所受洛仑兹力的大小改变
D．正电荷做变速直线运动，所受洛仑兹力的大小改变√1. 左边是α射线，中间是γ射线，右边是β射线。2. 正电荷。V=E/B=3×104/0.02=1.5×106m/s
1. 知识与能力知道在磁场中的运动电荷受到的洛伦兹力，学会用左手定则判定洛伦兹力的方向。知道洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转的原理。了解电视显像管中如何利用磁偏转实现电子束扫描的。了解霍尔元件是如何利用磁场形成霍尔电压的。2. 过程与方法通过观察演示实验，学习洛伦兹力。通过与安培力的类比，学会判定洛伦兹力的方向和大小。通过试验，学习霍尔效应。3. 情感态度与价值观了解物理知识在实际生活中的广泛应用，了解物理知识的重要性，激发学习物理的兴趣。从宏观到微观，从现象到本质，培养逻辑推理能力。重点：知道在磁场中的运动电荷受到洛伦兹力。学会用左手定则判定洛伦兹力的方向。知道洛伦兹力的大小。难点：电子束的磁偏转原理。电视显像管中如何利用磁偏转实现电子束扫描。1. 洛伦兹力2. 显像管3. 霍尔效应和霍尔元件1. 洛伦兹力演示实验：电子束在磁场中的偏转结论 试验表明运动电荷在磁场中受到力的作用，这种力称为洛伦兹力。 通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。（1）洛伦兹力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直并且在同一平面内，让磁感线垂直进入掌心，并使四指指向正电荷运动的方向，则拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。注意：左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。 左手定则判定洛伦兹力的方向与左手定则判定安培力的方向是一回事吗？为什么？ 解答：是一回事，原因是电流是电荷的定向运动，电流的方向是正电荷运动的方向。磁场中通电导线所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。（2）洛伦兹力的大小① 当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，F=qvB 。
② 当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力. 即F=0 。③ 国际单位制中，上述各个物理量的单位分别为：N、C、m/s、T 。注意1. 洛伦兹力垂直于v与Β所在的平面2. 洛伦兹力对运动电荷不做功
3. 区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同:
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。2.显像管 显像管在日常生活中应用很广泛，你知道它的工作原理吗？？？？显像管的结构及符号（1）磁偏转 运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向发生偏转的现象。（2）磁偏转的应用 电视机显像管、电视摄像管、CRT显示器等等。（3）显像管① 显像管的结构观察主要由电子枪、荧光屏和偏转线圈组成② 显像管的工作过程电子束扫描：电子束对荧光屏自左向右、自上向下的运动。 行扫描：水平方向的扫描。 帧扫描：竖直方向的扫描。 电子枪发出高速电子流撞在荧光屏上，激发出荧光。若把书上的每个字想象成荧光屏上的每个发光点，从每行的左边移到右边，再从第一行移到最后一行。电子束完成一帧完整画面要扫625行，每秒要扫25帧画面。画面的迅速变换和视觉暂留效应使我们看到了活动的图像。② 显像管的工作原理 显像管中，线圈有行偏转线圈和帧偏转线圈。与磁场方向垂直的电子束运动时，行偏转线圈产生竖直的磁场，电子束受洛伦兹力发生水平偏转；帧偏转线圈产生沿水平方向的磁场，使电子束上下偏转。电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时，受洛伦兹力发生偏转。3.霍尔效应和霍尔元件（1）霍尔效应 概念：定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用，当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间形成一个稳定的电场，称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH，这个电压叫霍尔电压。霍尔效应原理图（2）用霍尔元件测量磁感应强度霍尔元件 将霍尔元件的BD端与多用电表的最灵敏的50μA电流档相连，电源E与可变电阻R串联后连到霍尔元件的AC端，用以输入控制电流。将条形磁铁的磁极靠近霍尔元件H，观察多用电表指针读数的变化。①保持霍尔元件H与条形磁铁磁极的相对位置不变，改变R的大小，观察多用电表指针读数的变化。霍尔电压与输入电流成正比② 按图检测收音机扬声器附近的磁场分布情况。检测结果：收音机附近是变化的磁场。③ 怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向？判断依据是什么？ 将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。 小小翻盖也有玄机-----折叠手机接听技术大揭秘
手机中的侧键、录音键、诺基亚手机的电源按键、干簧管和霍尔元件都是控制电路接通和断开的开关元件。按键是靠人手动操作；干簧管和霍尔元件是通过磁信号控制，使电路接通和断开。 干簧管：又叫磁控管，是用磁信号控制的 一种开关器件，常用于翻盖上，外壳为玻璃管，内有两个有一定距离的铁质弹性簧片作电极。当磁体靠近时，两簧片被 吸引而接通电路；磁体离开时两簧片分开而断路。 干簧管用于早期的翻盖和折叠手机中，通过翻盖的动作，使翻盖上的磁铁控制干簧管通、断，实现接听或挂机。 干簧管外壳易受损，出现按键失灵、显示不正常等故障。 霍尔元件：作用与干簧管一样，均为磁控制开关，用于近期的翻盖手机，是电了元件，外形象三极管，体积小不易损坏。1. 洛伦兹力
① 定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。
通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动 电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
② 方向：由左手定则判定
a. 正电荷的运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。
b. 洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面 ③ 大小 a. 当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，f=qvB.
b. 当电荷的运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力，f=0② 洛伦兹力对运动电荷不做功。
③ 区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同：
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。 注意① 左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。 电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时，受洛伦兹力发生偏转。2.显像管的工作原理（1）概念：定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用，当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间形成一个稳定的电场，称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH，这个电压叫霍尔电压。3. 霍尔效应和霍尔元件 将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中，因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感，因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。 （2）怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向？判断依据是什么？垂直纸面向内1. 判断运动电荷在磁场中受力方向2. 带电为+q的粒子在匀强磁场中运动说法正确的是（ ） A. 只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同。
B. 如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则 洛伦兹力的大小不变。
C. 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直。
D. 粒子只受到洛伦兹力作用其运动的动能动量均不变
√3．关于洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．静止在磁场中的带电粒子，所受洛伦兹力与磁场方向平行
B．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力的作用
C．洛伦兹力对运动电荷始终不做功
D．洛伦兹力对运动电荷有时做功有时不做功√4. 如图所示，Ｐ、Ｑ是两个电量相等的异种点电荷，其中Ｐ带正电，Ｑ带负电，它们连线的中点是Ｑ，ＭＮ是中垂线，两电荷连线与中垂线所在平面与纸面平行，在垂直纸面方向有一磁场，中垂线上一正电荷以初速度v0沿中垂线运动，忽略重力作用，则（ ）A．磁场的方向垂直纸面向外
B．正电荷做匀速直线运动，所受洛仑兹力的大小不变
C．正电荷做匀速直线运动，所受洛仑兹力的大小改变
D．正电荷做变速直线运动，所受洛仑兹力的大小改变√1. 左边是α射线，中间是γ射线，右边是β射线。2. 正电荷。V=E/B=3×104/0.02=1.5×106m/s