2018-2019高中物理 第2章 打开电磁联系的大门 2.4 电子束偏转的奥秘学案 沪科版选修1-1

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1、2．4　电子束偏转的奥秘1．(2分)如图241所示，两个同心放置的同平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb之间的关系是(　　)图241A．Φa＞Φb　　　B．Φa＜ΦbC．Φa＝ΦbD．不能确定【解析】　通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的净条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁铁的内部是从S极到N极，在磁铁的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁铁内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感

2、线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小，故选A.【答案】　A2．(2分)如图242所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑的绝缘圆柱上，线圈能自由移动，若两线圈内通有大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　)图242A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动【解析】　同向环形电流可分成很多小段直线电流元，则不难发现相对应的直线电流元方向总是相同的，方向相同的直线电流元是相互吸引的；也可以把环形电流等效成小条形磁铁，异名磁极相互吸引，虽然两电流大小不等，根据牛顿第三定律知两线

3、圈间的相互作用力大小相等，所以选C项．【答案】　C3.10(3分)如图243所示，长为l的通电直导体棒ab放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态．则(　　)图243A．导体棒中的电流方向从b流向aB．导体棒中的电流大小为C．若只将磁场方向顺时针缓慢转过一小角度，则x变大D．若只将磁场方向逆时针缓慢转过一小角度，则x变大【解析】　由于弹簧伸长，根据左手定则知导体棒中的电流方向从a流向b，所以A错误；由力的平衡条件知kx

4、＝BIl，所以B正确；如果磁场方向转过一小角度，安培力水平方向的分量均要减小，所以x变小，故C、D错误．【答案】　B4．(3分)关于对磁通量的描述，下列说法正确的是(　　)A．位于磁场中的一个平面垂直磁场方向时，穿过该平面的磁通量最大B．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大C．如果穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总是相等【解析】　由磁通量Φ＝BS·cosθ可知，磁通量不但与B、S有关，还与平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角有关．Φ＝0，B不一定为零，Φ

5、最大，B也不一定大．故选项A正确．【答案】　A课标导思1.知道什么是洛伦兹力.2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道洛伦兹力方向的特点．(重点)3.了解电子束的偏转在技术上的应用．(难点)一、奥斯特的发现与电视机电视机显像管发射出的高速电子流受到一组通电线圈磁场10控制，打到荧光屏的各个部位产生精彩纷呈的图像．奥斯特的电流磁效应竟能被应用的如此出神入化．二、洛伦兹力1．首先对磁场中运动电荷做深入研究的是荷兰物理学家洛伦兹．2．磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力．三、洛伦兹力的方向1．判定：由于电荷的运动相当于电流，因此，洛伦兹力的方向同样可以用

6、左手定则来判断．2．特点：洛伦兹力的方向处处垂直于运动电荷的速度．3．作用：洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不改变运动电荷的速度大小，因而垂直磁场射入的电子在洛伦兹力作用下做圆周运动．四、磁偏转的应用1．分离放射线：放射性物质衰变时，会从原子核内发射出三种射线：α射线由带正电的氦原子核组成，β射线是带负电的高速电子流，γ射线是不带电的光子流，利用洛伦兹力可以把它们分离开来．2．质谱仪：质谱仪是科学研究中用来分析同位素和测量带电粒子质量的精密仪器．当电量相同、质量不同的带电粒子进入磁场后将沿不同半径做圆周运动，在显示屏上出现按质量大小排列的若干谱

7、线．3．回旋加速器：回旋加速器是一种能产生大量高能量粒子的装置.一、洛伦兹力与安培力的比较1．在导体静止不动时，安培力是洛伦兹力的合力，所以洛伦兹力的方向与安培力的方向是一样，可由左手定则来判定．判断洛伦兹力的方向时一定要注意F垂直于v与B所决定的平面．2．当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，仍以初速度做匀速直线运动．而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力的作用．导体平行磁场方向放置时，定向运动的电荷不受洛伦兹力，所以导体也不受安培力．103．洛伦兹力对运动电荷永不做功，而安培力对运动导体却可以做功．由于洛伦兹力

8、F始终垂直于电荷的运动速度v的方向，不论电荷做什么性质的运动，也不论电荷是什么样的运动轨迹，F只改变v的方向，并不改变v的大小，所以洛伦