《观察运动电荷在磁场中的轨迹》的演示实验教学设计.pdf

第 28卷总第385期 理 教 学 探 讨 V01．28 No．385 2010年第 7期 (上半月) of Physics Teaching (S) 7．2010 ．63 盛 观《察运奇在磁场中的轨迹》的演示实验教学设计 。 陈厚权 重庆市梁平县红旗中学 ，重庆市 梁平县 405200 摘 要 ：由于学生对 电荷在磁场中的运动轨迹的理解存在一定困难 ，本文就 《观察运动 电荷在磁场 中的轨迹》这一 演示实验进行教学设计。 关键词 ：洛伦兹 力演示仪 ；磁场 ；轨迹 中图分类号 ：G633．7 文献标识码 ：A 文章编号 ：1003—6148(2010)7(S)一0063—3 1 设计 目的 就是能够调节匀强磁场的大小。线圈的电流方向 旧教材只介绍了两幅电子在磁场中运动的图 也可以调节 ，即可 以改变磁场的方 向。 片，而在人教版新教材 3—1第三章 《带电粒子在匀 (3)电场的产生 强磁场中的运动》一节中，加入了观察运动电荷在 偏转板上 的电压值可调 ，如果调在断开位 磁场中的轨迹的实验探究。这节课先通过洛伦兹 置，即无偏转，电子运动轨迹是一条直线。若加上 力演示仪来探究带电粒子在磁场 中的运动轨迹 ， 偏转电压，则 电子束将偏转。 再得出运动电荷在磁场中运动的一些结论。 (4)大玻泡可以旋转 ，即可以改变电子束 的 2 设计思想 运动方向。 运动电荷在磁场 中的轨迹 ，学生理解起来很 困难。为了让学生通过这种直观的现象来理解较 抽象的物理模型。本文就 《观察运动电荷在磁场 中的轨迹 》的演示实验进行 了教学设计 ，以期为 相关演示实验教学提供参考。 3 介绍实验器材 本实验用 J2433—1型洛伦兹力演示仪对运 动电荷在磁场中的轨迹进行探究。 洛仑兹力演示仪由演示电子管(威尔尼特电 图 1 图 2 子管)、亥姆霍兹线圈(激磁线 圈)和 电源三部分 4 探究过程 组成 。演示电子管是一个带颈的大玻泡，内装一 师j不加任何偏转电场和磁场时，电子束将 个由阴极 、调制极、加速极及一对偏转板组成 的 显示一条从右 向左 的直线。 电子枪 。如图 1所示。下面进行原理介绍 ： 演示：接通电源预热，按下 “加速”键开关 ，旋 (1)电子流的产生 动 “加速电压”旋钮 ，当加速电压达 100～150V时 管内充有一定量的混合惰性气体，当各电极 即有电子束射出。在玻璃球内出现辉光的直线，说 加上工作电压后，枪内发出一束经加速和聚焦的 明不加磁场时电子沿直线运动，如图2所示。 电子束，管内气体 电离发出辉光，显示出电子运 师：加速电压不变，只加偏转电压时(复习电 动轨迹 —— 蓝色的径迹 。 场的知识)，电子束怎样偏转? (2)磁场的产生 生 1：若加上正、下负的偏转电压 ，则电子束 亥姆霍兹线圈由直径为280mm、匝数为 140 向上偏转。 的两只线圈串联而成，两线圈同轴平行放置，间