2018版 第1章 第6节 洛伦兹力初探
第1章 第6节洛伦兹力初探
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物理
必修1-1
3．如下图所示，阴极射线管在高压下会发射电子束，图1 直线 ．把阴极射线管放在蹄形磁铁 －6－1中电子束的径迹是______ 下 发生了偏转，若 的磁场中，图1－6－ 2中电子束的径迹向 ____ 调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向 ____ 上 偏转．可 洛伦兹力 的作用． 见，磁场对运动电荷会产生____________
解析 图． (1)半径
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如图所示为带电粒子运动的示意
带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力 F＝qvB 提供粒子做匀 速圆周运动的向心力． v2 mv qvB＝m r ，所以 r＝ qB . 当粒子电荷量相同， 进入同一磁场做匀速圆周运动时，r∝mv，A 错 C 对．
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(2)周期 mv 2πr 由 r＝ qB 和 T＝ v 得 2πm T＝ qB . 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟粒子的质 量、电荷量和磁感应强度三者有关，与动能无关， B 对 D 错．
B图带电粒子受力方向垂直纸面向外； C图带电粒子带负电，
D图带电粒子受力方向垂直纸面向里．
答案 向上 垂直纸面向外 带负电 垂直纸面向里
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在进行洛伦兹力的方向判断时，特别注意洛伦兹力既垂直 B 又垂直 v 的特点，也就是始终垂直于由 B 与 v 相交决定的平 面．当v⊥B时， F、B、 v两两垂直．当 v∥B时，找不到v与B 决定的平面，而此时F＝0.
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典例剖析
左手定则的应用 【例1】 试判断如图所示的各带电粒子所受洛伦兹力的方
向 或 带 电 粒 子 的 带 电 性 ： A__________ 、 B________ 、
物理粤教版教材高二年级选修1-1第6节洛伦兹力初探教学设计2
高中物理粤教版教材高二年级选修1-1第一章第6节《洛伦兹力初探》教学设计2一、教学目标1．知识与技能：（1）、通过实验认识洛伦兹力，知道通电导线所受的安培力是运动电荷所洛伦兹力的宏观表现。
（2）、知道影响洛伦兹力方向的因素，了解电子束的磁偏转原理极其在技术中的应用。
2．过程与方法：（1）、通过实验研究运动电荷在磁场中的偏转，简单归纳出洛伦兹力的方向跟磁场方向、电磁运动方向的关系。
培养学生分析、归纳问题的能力。
（2）、熟悉几种常见的显象管的结构和原理，认识磁偏转在显象管中的应用。
3．情感态度与价值观：通过实验以及对显象管原理的了解，让学生感悟科学是人类创造发明的基础，科学技术可以大大改善我们的生活，从而培养学生将物理问题应用于生产和生活的意识。
教学活动（一）引入新课复习提问1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向?安培力的大小：F=BIL安培力的方向：左手定则（1）如图，判定安培力的方向2、磁场对电流有力的作用,电流是怎样形成的呢?电荷的定向移动形成电流。
磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？磁场对运动电荷有力的作用。
（二）、新课教学［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。
说明电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。
实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。
1、洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。
通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。
2、洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
2017-2018学年粤教版物理选修1-1课件：1.6洛伦兹力初探
向 (2)洛伦兹力方向一定垂直于磁场 方向以及电荷运动方向(电荷运动
方向与磁场方向不一定垂直)
大 小
F 洛=qvB(v⊥B)
作
用 洛伦兹力只改变电荷运动速度的
效 方向,不改变速度的大小 果
做
功 情
洛伦兹力一定不做功
况
电场力
电场中的电荷无论静止, 还是沿任何方向运动都 要受到电场力
(1)方向由电荷的正负、电 场的方向决定 (2)正电荷的受力方向与 电场方向一致,负电荷的 受力方向与电场方向相 反
知识精要 典题例解 迁移应用
1.关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是( ) A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零 B.电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方 向一定互相垂直 C.电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转,这是因为洛伦 兹力对电子做功的结果 D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
知识精要 典题例解 迁移应用
注意:由于电荷有“正、负”之分,故四指应指向正电荷运动的方向 或负电荷运动的反方向——相当于指向电流的方向,如图(a).在图 (b)中,四指指向负电荷运动的反方向,手心向外,则拇指向下,故电子 受向下的力.
知识精要 典题例解 迁移应用
2.当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B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.在磁场中静 止的电荷也不受洛伦兹力作用.
答案:D
知识精要 典题例解 迁移应用
2.(多选)下图是表示磁场磁感应强度B,负电荷运动方向v和磁场 对电荷作用力F洛的相互关系图,这四个图中画得正确的是(B、v、 F洛两两垂直)( )
解析:由左手定则可知四指指示正电荷运动的方向,当负电荷在 运动时,四指指示的方向应与速度方向相反.
19-20 第1章 第6节 洛伦兹力初探
(×)
(2)洛伦兹力将使粒子的速度变大．
(× )
(3)静止的带电粒子在磁场中也要受到洛伦兹力的作用． (×)
(4)在显像管中，电子受洛伦磁力的作用，径迹发生偏转． (√ )
(5)回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大．
(×)
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[提示] (1)洛伦兹力的方向与磁场方向垂直． (2)洛伦兹力不改变速度的大小． (3)静止的带电粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用． (5)回旋加速器使带电粒子获得的最大动能与加速电压无关．
D [选项 A、B 中电荷运动方向与磁场方向平行不受洛伦兹 力．由左手定则知，C 项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外，D 项电 荷受洛伦兹力垂直纸面向里．]
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带电粒子在磁场中偏转及其应用 1．电视机显像管原理 显像管由电子枪(应用热电子发射和电场加速的原理，发出高速 电子束)、线圈(利用电流的磁效应产生磁场)、荧光屏(荧光物质在高 速电子的轰击下发光)和玻璃屏幕(保护作用)四部分组成(如图所示)．
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合作探究 攻重难
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洛伦兹力的方向 1．洛伦兹力方向与安培力方向的确定是一样的，都是由左手定 则判定．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 v 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， 定向移动的电荷不受洛伦兹力，所以导体也不受安培力．
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2．对阴极射线管的认识，下列说法错误的是( ) A．阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 B．阴极射线管内部抽成真空 C．借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹 D．阴极射线管工作时，它的阴极和阳极之间存在强电场 C [运动的电子是用肉眼看不到的，在阴极射线管中我们是借 助大量电子轰击荧光物质发光来观察电子束运动径迹的，但不是一 个电子的轨迹．]
2018年粤教版高中物理选修1-1第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学案
2018 年粤教版高中物理选修1-1 第 1 章电与磁第 6 节洛伦兹力初探教案第六节洛伦兹力初探学习目标知识脉络1.认识什么是洛伦兹力．2．知道洛伦兹力的应用．( 要点 )3．会判断洛伦兹力的方向．( 要点、难点 )磁场对运动电荷的作用[先填空 ]1．洛伦兹力的定义：磁场对运动电荷的作使劲．2．洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的运动方向垂直．电视机的显像管正是利用洛伦兹力来工作的．[再判断 ]1．洛伦兹力的方向与磁场方向平行．( ×)2．洛伦兹力将使粒子的速度变大．( ×)3．静止的带电粒子在磁场中也要遇到洛伦兹力的作用．( ×)[后思虑 ]应用左手定章怎样判断负电荷所受洛伦兹力方向【提示】应用左手定章判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四指应指向负电荷运动的反方向，大拇指指向为洛伦兹力方向．1．洛伦兹力方向与安培力方向确实定是同样的，都是由左手定章判断．判断洛伦兹力的方向时必定要注意 F 垂直于 v 与 B 所决定的平面．2．当运动电荷的速度v 的方向与磁感觉强度的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，仍以初速度v 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．导体平行磁场方向搁置时，定向运动的电荷不受洛伦兹力，因此导体也不受安培力．3．洛伦兹力对运动电荷永不做功，而安培力对运动导体却能够做功．因为洛伦兹力 F2018 年粤教版高中物理选修1-1 第 1 章电与磁第 6 节洛伦兹力初探教案一直垂直于电荷速度 v 的方向，无论电荷做什么性质的运动，也无论电荷是什么样的运动轨迹， F 只改变 v 的方向，其实不改变 v 的大小，因此洛伦兹力对运动电荷不做功．1．对于运动电荷和磁场的说法中，正确的选项是()A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感觉强度必为零B．电荷的运动方向、磁感觉强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向必定相互垂直C．电子射线因为遇到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就必定不受磁场的作使劲【分析】运动电荷处于磁感觉强度为零处，所受洛伦兹力为零，但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时 ( 同向或反向 ) 也不受洛伦兹力的作用；运动电荷遇到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛伦兹力既垂直磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不必定垂直；因为洛伦兹力必定垂直于电荷的运动方向，因此洛伦兹力永久不做功；运动电荷受洛伦兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动．【答案】 D2．以下表示磁场B、电荷运动方向v 和磁场对电荷的作使劲 F 的相互关系图中正确的是()【导学号： 75392039】【分析】第一弄清各图中三个方向的方向，图A、 B 中磁场方向垂直纸面向外，图 C 中电荷运动方向垂直纸面向里．图 D 中洛伦兹力方向垂直纸面向外．而后依照左手定章判断，选项 D 正确．【答案】 D3．带正电荷q 的粒子(不计重力)进入匀强磁场中，能在磁场中受力发生垂直纸面向里偏转的是 ()【分析】选项A、 B 中电荷运动方向与磁场方平行不受洛伦兹力．由左手定章知， C 项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外， D 项电荷受洛伦兹力垂直纸面向里．【答案】 D2018 年粤教版高中物理选修1-1 第 1 章电与磁第 6 节洛伦兹力初探教案磁偏转与显像管[先填空 ]1．磁偏转：借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或许发生偏转的方法称为磁偏转．2．显像管的构造：主要由电子枪、线圈、荧光屏和玻璃屏幕四部分构成．[再判断 ]1．在显像管中，电子受洛伦磁力的作用，径迹发生偏转．( √)2．盘旋加快器的加快电压越大，带电粒子获取的最大动能越大．( ×)3．电子撞击荧光屏时荧光屏会发光．( √)[后思虑 ]磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向挪动形成的．那么，这个力是不是作用在运动电荷上的呢？【提示】这个力作用在运动电荷上，磁场对电流的作使劲是磁场对运动电荷作使劲的宏观表现．1．电视机显像管原理显像管由电子枪 ( 应用热电子发射和电场加快的原理，发出高速电子束 ) 、线圈 ( 利用电流的磁效应产生磁场 ) 、荧光屏 ( 荧光物质在高速电子的轰击下发光 ) 和玻璃屏幕 ( 保护作用 ) 四部分构成( 如图 1-6-1) ．图 1-6-1电子枪产生的高能电子束，穿过磁偏转线圈产生的磁场时，受洛伦兹力的作用，运动径迹发生偏转，打在荧光物质上，产生亮点．经过受视频信号控制的偏转线圈中的电流的变化改变磁场，屏上的亮点的地点随之改变．彩色显像管中三支电子枪同时工作或一支电子枪同时发出三束电子．2．盘旋加快器美国物理学家劳伦斯于1932 年发明．其构造如图1-6-2 所示，核心零件为两个D形盒 ( 加匀强磁场 ) 和此间的夹缝( 加交变电场 ) ．2018 年粤教版高中物理选修1-1 第 1 章电与磁第 6 节洛伦兹力初探教案图 1-6-2(1)磁场的作用：带电粒子以某一速度从 D形盒中心邻近垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，带电粒子每次进入 D 形盒都运动同样的时间( 半个周期) 后沿平行电场方向进入夹缝的电场．带电粒子被加快后在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径增大，但周期却不变． ( 如图 1-6-3)图 1-6-3(2)电场的作用：盘旋加快器的两个 D 形盒之间的夹缝地区存在周期性变化的并垂直于两个 D 形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该地区时被加快．(3)交变电压的作用：为保证带电粒子每次经过夹缝时都被加快，使之能量不停提升，需在夹缝双侧加上跟带电粒子在D 形盒中运动周期同样的交变电压．4．如图 1-6-4 为阴极射线管的构造表示图，阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动，假如在射线管所在地区内加上垂直纸面向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为()【导学号： 75392040】图 1-6-4A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转【分析】带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定章判断．在用左手定章判断洛伦兹力方向时，四指应指向电子运动的反方向，磁场垂直穿过手心，则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向．【答案】 B2018 年粤教版高中物理选修 1-1 第 1 章电与磁第 6 节洛伦兹力初探教案5．显像管是电视机中的一个重要元件，如图 1- 6- 5 为电视机显像管的偏转线圈表示图，圆心墨点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应 ()图 1-6-5A ．向左偏转B ．向上偏转C ．不偏转D ．向下偏转【分析】 由安培定章判断电子所在处的磁场方向水平向左，再由左手定章判断运动的电子受洛伦兹力方向向上．选项B 正确．【答案】B6．带电粒子 M 和 N ，先后以不一样的速度沿 PO 方向射入圆形匀强磁场地区，运动轨迹如图 1-6-6 所示，不计重力，以下剖析正确的选项是( )【导学号： 75392041】图 1-6-6A ． 带正电， N 带负电B ． 和N 都带正电MMC ． M 带负电， N 带正电D ． M 和 N 都带负电【分析】由左手定章可判断，粒子M 向下偏，所受洛伦兹力向下，应带负电，粒子N向上偏，所受洛伦兹力向上，应带正电，故C 正确．【答案】C判断洛伦兹力方向时应注意电荷的正负， 特别是判断负电荷所受洛伦兹力方向时， 四指应指向电荷运动的反方向．。
(选修1-1学案)1.6洛伦兹力初探
（学案）高中物理选修1—1 第一章 电与磁第 1 页 第2 页1 第一章第六节 洛伦兹力初探姓名 高二 班 学号 ◆ 自主梳理★★★一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力。
【理解】（1）通电导体在磁场中所受的安培力，实际上是运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的宏观表现。
（2）洛伦兹力的方向：①洛伦兹力的方向不仅与磁场方向、电荷正负有关，还与电荷运动方向有关。
可以用左手定则来判断运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向。
②左手定则：让磁感线垂直穿过掌心，四指指向与正电荷运动方向一致，与负电荷运动方向相反，大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。
（3）洛伦兹力一定垂直于磁场方向，一定垂直于电荷运动方向。
（4）洛伦兹力的大小：运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力大小不仅与磁感应强度、电荷量有关，还与运动速度的大小及方向有关。
洛伦兹力的计算公式为：sin θfqvB =（其中θ为B 与v 的夹角） ①当︒=90θ时，即B ⊥v ，就是说当速度方向与磁场方向垂直时，则qvB =f ；②当︒=0θ时，即B // v ，就是说当速度方向与磁场方向平行时，则0f =，运动电荷不受洛伦兹力。
【特别提醒】电荷在磁场中静止时不受洛伦兹力，运动时也不一定受洛伦兹力。
必须是电荷在磁场中运动且运动方向与磁场方向不平行。
（5）洛伦兹力的应用：回旋加速器、磁流体发电机、电子显像管 【特别注意】①洛伦兹力不会使电荷速度大小发生变化。
（因为洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，根据牛顿第二定律，洛伦兹力产生的加速度的方向也总是与速度方向垂直，这个加速度只改变电荷的速度方向，不改变速度大小。
）②洛伦兹力对电荷不做功。
（因为洛伦兹力的方向总是与电荷速度方向垂直，所以洛伦兹力对电荷不做功，电荷的动能不变。
）③带电粒子垂直进入匀强磁场并只受洛伦兹力时，将会做匀速圆周运动，这是因为洛伦兹力总是与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度大小。
二、磁偏转：借助于磁场改变电子束运动方向或发生偏转的方法。
高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探课件粤教版选修11
第十二页，共33页。
【解析】 首先弄清各图中三个方向的方位，图 A、B 中磁场方向垂直纸面 向外，图 C 中电荷运动方向垂直纸面向里．图 D 中洛伦兹力方向垂直纸面向外．然 后依据左手定则判断，选项 D 正确．
【答案】 D
第十三页，共33页。
1．带正电荷 q 的粒子(不计重力)进入匀强磁场中，能在磁场中受力发生垂 直纸面向内偏转的是( )
第二十五页，共33页。
【备课资源】 拿破仑授给伏打一枚金质奖章．伏打发明的电池使得科学家可以用比较大 的持续电流来进行各种电学研究，促使电学研究有一个巨大的进展，伏打的成 就受到各界普遍赞赏，科学界用他的姓氏命名电势、电势差(电压)的单位，为“伏 特”(就是伏打，音译演变的)，简称“伏”．据说法国皇帝拿破仑一世 1801 年 9 月 26 日特地召伏打到巴黎，在一次专门的学术会议上伏打当众做了实验演示， 亲临观看的拿破仑把一枚特制的金质奖章授于伏打，并封他为伯爵．
第二十页，共33页。
显像管是电视机中的一个重要元件，如图 1-6-4 为电视机显像管的 偏转线圈示意图，圆心墨点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向纸外， 当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应( )
A．向左偏转 C．不偏转
图 1-6-4 B．向上偏转 D．向下偏转
第二十一页，共33页。
【审题指导】 安培定则→ 电 左子 手所 定在 则处的磁场方向→电子所受洛伦兹力 方向．
A．M 带正电，N 带负电 B．M 和 N 都带正电 C．M 带负电，N 带正电 D．M 和 N 都带负电
图 1-6-5
第二十三页，共33页。
【解析】 由左手定则可判断，粒子 M 向下偏，所受洛伦兹力向下，应带 负电，粒子 N 向上偏，所受洛伦兹力向上，应带正电，故 C 正确．
粤教版选修1-1第一章第6节《洛伦兹力初探》教学设计
高中物理粤教版教材高二年级选修1-1第一章第6节《洛伦兹力初探》教学设计1广州市荔湾区汾水中学蒋碧娣一、教学目标1．知识与技能：（1）、通过实验认识洛伦兹力，知道通电导线所受的安培力是运动电荷所洛伦兹力的宏观表现。
（2）、知道影响洛伦兹力方向的因素，了解电子束的磁偏转原理极其在技术中的应用。
2．过程与方法：（1）、通过实验研究运动电荷在磁场中的偏转，简单归纳出洛伦兹力的方向跟磁场方向、电磁运动方向的关系。
培养学生分析、归纳问题的能力。
（2）、熟悉几种常见的显象管的结构和原理，认识磁偏转在显象管中的应用。
3．情感态度与价值观：通过实验以及对显象管原理的了解，让学生感悟科学是人类创造发明的基础，科学技术可以大大改善我们的生活，从而培养学生将物理问题应用于生产和生活的意识。
【教学重点】重点：通过实验，知道影响洛伦兹力方向的因素【教学用具】阴极射线管、蹄形磁铁【学生基本情况分析：】我校属于生源组的D组学校，在广州市各类学校不断扩招的情况下，学生的整体素质及物理基础不断下降。
而文科学生对物理的学习兴趣更低，基础更薄弱，因此需要我们根据现有学生的具体情况设计教案，把握教学的难度、梯度，进行有效教学。
【教学设想】通过上一节课的学习，本节课显得有点顺理成章，既是以前内容的巩固与复习，又可以延伸新的知识，但是对文科生的要求不是很高，所以还是以实验为主，学生学起来比较轻松，对推理能力较强的学生，要求掌握洛伦兹力方向的判定方法。
【教学过程】一、复习提问，引入新课1、磁场对通电导体是否有力的作用？此力叫什么力？2、安培力的大小与那些因素有关？方向怎样判定？3、电流是怎样形成的？电流方向是如何规定的？思考：磁场对运动电荷是否有力的作用？二、新课教学讲述阴极射线管的结构以及工作原理。
观察实验1：磁场对运动电荷的作用（1）、在未加磁场的条件下，观察阴极射线管工作时电子束运动径迹。
（2）、让阴极射线管处于蹄形磁铁的磁场中，观察阴极射线管工作时电子束运动径迹。
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磁偏转与显像管
[先填空] 1．磁偏转：借助垂__直__于电子束运动方向的磁场使电子束改变方__向__或者发生 偏__转__的方法称为磁偏转． 2．显像管的结构：主要由电__子__枪__、_线__圈_、荧__光__屏__和_玻__璃__屏__幕_四部分组成．
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判断洛伦兹力方向时应注意电荷的正负，特别是判断负电荷所受洛伦兹力 方向时，四指应指向电荷运动的反方向．
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知
识
点
一
学
第六节 洛伦兹力初探
业 分
层
测
评 知
识
点
二
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磁场对运动电荷的作用
[先填空] 1．洛伦兹力的定义：磁场对运__动__电__荷__的作用力． 2．洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向与磁场方向_垂__直_，与运动电荷的运动 方向_垂__直_．电视机的显像管正是利用洛伦兹力来工作的．