Презентация к внеурочному занятию по физике "Что могут поля?"

«Что могут поля?»

Внеурочное занятие

11 класс

Курск, 2023

Тест-опрос

1. Можно ли наблюдать свечение лампы, не подключая ее к источнику питания?

2. Можно ли не прибегая к помощи рук заставить двигаться небольшие металлические формочки?

3. Имеет ли место практическое использование грозовой энергетики?

4. Существуют ли молниевые электростанции?

5. Можно ли заставить заряды двигаться по спирали?

Задача

Ширина ленты генератора Ван де Граафа b = 20 см. Заряженный участок ленты движется вертикально вверх со скоростью, модуль которой v = 10 см/с. Поверхностная плотность избыточных зарядов на ленте σ = 40 мкКл/м 2 . Определите направление и силу электрического тока, обусловленного движением ленты.

В магнитное поле влетает заряд -

Невидимый, лёгкий и быстрый снаряд.

Снарядом быть может как электрон,

Так и протон, позитрон и ион,

И даже пылинка с зарядом своим;

А мы за движением их проследим.

Ортогонально магнитному полю

Направим заряд и посмотрим на долю,

Которая выпадет в поле ему:

Как будет он двигаться и почему.

Под действием Лоренца силы частица

Неутомимо вот так устремится:

Не по прямой, по окружности строго,

Хотя и причин тому даже немного,

А только одна - это Лоренца сила -

Она по окружности точку носила;

Центростремительна, знаем, она

И, стало быть, вот чему точно равна:

F=qvB=mv^2/r.

Таким образом, траектория заряженной частицы как бы навивается на линии магнитной индукции. Это явление используется в технике для магнитной термоизоляции высокотемпературной плазмы, то есть полностью ионизированного газа при температуре порядка 10 000 000 K. Вещество в таком состоянии получают в установках типа «Токамак» при изучении управляемых термоядерных реакций. Плазма не должна соприкасаться со стенками камеры. Термоизоляция достигается путем создания магнитного поля специальной конфиругации. В качестве примера, изображена траектория движения заряженной частицы в магнитной «бутылке» (или ловушке). Магнитное поле «бутылки» может быть создано с помощью двух круглых катушек с током.

Задача 2

Протон влетел в однородное магнитное поле под углом 60 градусов к направлению линий поля и движется по спирали, радиус которой 25 мм. Индукция магнитного поля 0.05 Тл. Найти кинетическую энергию протона.