观察阴极射线在磁场中的偏转

观察阴极射线在磁场中的偏转实验目标：观察电子束在磁场中的偏转现象以验证磁场对运动电荷的力的作用。实验原理：电源是由电子定向移动形成的，电子束由阴极出发，穿过狭缝到达荧光屏。磁场对电流有力 的作用，那么磁场对运动的电荷也有力的作用。物理学中把这种力叫做洛伦兹力。洛伦兹力 的方向由左手定则判断。左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿入手心， 四指指向电荷运动的方向（若是负电荷，贝y四指指向电荷运动的反方向），则拇指所指的方 向就是电流的方向。实验器材：电子射线管、高压电源、蹄形磁铁实验过程：实验步骤：在玻璃管内安装一个、，阴极接高压电的，阳极接。阴极能够发射，电子束在两极之间的的作用下从飞向，这个管子叫做电子射线管。为了显示电子束运动的情况，管内有长条形的 屏上的物质受到电子的撞击能够。1. 没有磁场时，观察电子束的径迹，如图甲所示。2. 把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，观察电子束的径迹，如图乙所示。3. 调换磁铁南北极的位置，再次观察电子束的径迹。 注意事项：注意电子射线管与高压电源正负析的连接，阴极接负极，阳极接正极。实验结论：1. 阴极射线管周围没有磁场时，电子束运动轨迹是怎样的？2. 阴极射线管周围存在磁场时，电子束运动轨迹如何？原因是什么？3. 改变磁场的方向，电子束运动轨迹如何变化？为什么？ 实验拓展：1. 以上述探究实验为参考，自行设计一个“阴极射线在磁场中的偏转”的实验方案。 要求实验内容全面、具体，可操作性强。2. 洛伦兹力做功吗？为什么？3. 用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转.实验器材：洛伦兹力演示仪图1励繼缆圈(（前后斧一个1/7；璇璃池-电子柚，实验步骤：1不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？2加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？3如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，圆半径如何变化？实验结论：运动的粒子在速度方向与磁场垂直时，受到力的作用做匀速圆周运动，半径大小与磁感应强度有关，与粒子的速度有关。答案 1.一条直线 一个圆周2减小 增大4.考题回放1.(2014 新课标全国卷II)如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电 子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是()A. 电子与正电子的偏转方向一定不同B. 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C. 仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D. 粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1) 由左手定则判断电子与正电子的受力方向;(2) 电子与正电子所受洛伦兹力提供向心力;mvr = 一(3) 根据半径表达式qB 判断轨迹半径大小。【解析】选A、C。电子与正电子电性相反若入射速度方向相同时,由左手定则可判定电mvr = 一子和正电子受力方向相反所以偏转方向相反，选项A正确;根据qB可知，由于电子和正电子垂直进入磁场的速度未知，故轨迹半径不一定相同，选项B错误;由于质子和正电子 在磁场中的受力方向一样,所以仅凭粒子的运动轨迹无法判断它们是质子还是正电子,故1mvj2mEE 二一mv 2 r = r =口 K选项C正确;根据尺2 和 qB得 qB ，可见粒子的动能越大时,轨迹半 径越大,选项 D 错误。