Презентация по теме 3.11 Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях.

ГАПОУ НСО «Барабинский медицинский колледж»

Тема:

« Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях. »

Преподаватель: Вашурина Т. В. Барабинск, 2018

Цели учебного занятия:

• Учебные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятия силы Лоренца, движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. Способствовать формированию умения организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения упражнений (ОК 2).

Фронтальный опрос Объясните действие магнитного поля на проводник с током.

Фронтальный опрос Сформулируйте понятие силы Ампера.

Фронтальный опрос Запишите и сформулируйте закон Ампера.

Фронтальный опрос Дайте определение магнитного потока.

Фронтальный опрос Опишите случай максимального и минимального магнитного потока, его единицы измерения.

Фронтальный опрос Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

Тема: Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях.

Лоренц Хендрик Антон

Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения Максвелла – Лоренца); ввел выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле; создал классическую теорию дисперсии света и объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана). Его работы по электродинамике движущихся сред послужили основой для создания специальной теории относительности.

(1853 – 1928 г.г.)

великий

нидерландский

физик – теоретик,

создатель

классической

электронной

теории

Сила Лоренца -

это сила, с которой магнитное поле действует на заряженные частицы.

Модуль силы Лоренца прямо пропорционален:

- индукции магнитного поля В ( в Тл );

- модулю заряда движущейся частицы |q 0 | ( в Кл );

- скорости частицы  ( в м/с )

где угол α – это угол между вектором магнитной индукции и направлением вектора скорости частицы

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: левую руку надо расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (или против отрицательной), тогда отогнутый на 90 ˚ большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

α = 0˚ = sin α = 0 Fл = 0 = Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться равномерно и прямолинейно вдоль линий магнитной индукции " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Частица влетает в магнитное поле ll линиям

магнитной индукции = α = 0˚ = sin α = 0

Fл = 0

=

Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться

равномерно и прямолинейно вдоль линий

магнитной индукции

sin α = 1 = В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться с центростремительным ускорением по окружности " width="640"

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Если вектор В ┴ вектору скорости  , то α = 90˚ = sin α = 1 =

В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться

с центростремительным ускорением по окружности

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Вектор скорости нужно разложить на две составляющие:  ║ и  ┴ , т.е. представить сложное движение частицы в виде двух простых:

равномерного прямолинейного движения вдоль линий индукции и движения по окружности перпендикулярно линиям индукции – частица движется по спирали .

1

R = m  | q B

Применение силы Лоренца

1. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

▪

2

4

6

х

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

2. Определите направление действия силы Лоренца

1

х

5

2

4

6

▪

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

3. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

х

2

4

6

▪

3

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

4. Определите направление действия силы Лоренца

1

5

х

4

3

6

▪

2

а) 1 б) 2 в) 3

г) 4 д) 5 е) 6

5. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

6. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

7. По какой траектории будет двигаться данная частица в магнитном поле?

а) по окружности в плоскости чертежа;

б) по окружности в плоскости перпендикулярной плоскости чертежа;

в) по спирали, плоскость витков которой лежит в плоскости чертежа;

г) по спирали, плоскость витков которой перпендикулярна плоскости чертежа;

д) по прямой вдоль линий индукции;

е) по прямой против линий индукции.

8. В магнитное поле влетают с одинаковыми скоростями два протона так, как показано на рисунке. Чем будут отличаться траектории их движения?

▪

▪

▪

В

▪

▪

▪

а) протон 1 будет двигаться по окружности, протон 2 по прямой;

б) они будут вращаться по окружности в противоположных направлениях;

в) они будут вращаться по окружности в разных плоскостях;

г) траектории будут одинаковые.

9. В магнитное поле влетают две частицы с одинаковыми массами. Заряд второй частицы в 2 раза больше, а скорость первой частицы в 2 раза меньше. Одинаковые ли будут радиусы орбит вращения частиц?

▪

▪

▪

В

▪

▪

▪

а) радиус орбиты второй частицы в 2 раза больше;

б) радиус орбиты второй частицы в 4 раза больше;

в) радиус орбиты второй частицы в 4 раза меньше;

г) радиусы орбит будут одинаковые.

10. В магнитное поле влетают две частицы с одинаковыми массами. Заряд и скорость второй частицы в 4 раза меньше. Одинаковые ли будут радиусы орбит вращения частиц?

▪

▪

▪

В

▪

▪

▪

а) радиус орбиты второй частицы в 4 раза больше;

б) радиус орбиты второй частицы в 4 раза меньше;

в) радиус орбиты второй частицы в 16 раз меньше;

г) радиусы орбит будут одинаковые.

11. В магнитное поле влетают две частицы. Заряд, масса и скорость второй частицы в 2 раза больше. Одинаковые ли будут периоды обращения частиц?

▪

▪

▪

В

▪

▪

▪

а ) период обращения второй частицы в 4 раза больше;

б) период обращения второй частицы в 4 раза меньше;

в) период обращения второй частицы в 8 раз меньше;

г) периоды обращения будут одинаковые.

Решение задач

• Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы А. Кирик стр.158 начальный уровень №1-6, стр. 160 достаточный уровень №1,2, 5,6.

Самостоятельная работа

Время выполнения: 15 минут

Критерии оценки:

• «5» баллов – 5 верно выполненных заданий
• «4» балла – 4 верно выполненных задания
• «3» балла – 3 верно выполненных задания

Взаимопроверка Критерии оценки: «5» баллов – 5 верно выполненных заданий «4» балла – 4 верно выполненных задания «3» балла – 3 верно выполненных задания

Номер задания

Ответы

1

2

b

3

a

4

а, с

d

5

а

Вопросы для закрепления :

• Сформулируйте определение силы Лоренца.
• По какому правилу можно определить направление силы Лоренца?
• Какой формулой определяется сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу?
• В каком случае сила Лоренца не совершает работу?
• По какой формуле можно рассчитать радиус окружности, по которой будет двигаться частица в магнитном поле?
• Чему равен период обращения частицы в однородном магнитном поле?
• В каких устройствах используется движение заряженных частиц в однородном магнитном поле?
• Что позволяет измерять современный масс-спектрометр?

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

• Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (с приложением на электронном носителе). Базовый и профильный уровни - М.: Просвещение, 2011 г. , с. 16-26, параграфы 6, 7 прочитать, конспект выучить; с. 26 упр. 1 (2) .

Критерии оценки: студент выучил конспект – «3» балла;

студент выучил конспект, владеет информацией из учебника – «4» балла;

студент выучил конспект, владеет информацией из учебника, ответил на дополнительный вопрос или решил задачу – «5» баллов.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

  Список использованных источников

• Образовательный портал. Тест с ответами на тему Сила Лоренца [Электронный ресурс]/ P hysics // Режим доступа: https://physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph18/theory.html
• Подготовка к ЕГЭ. Тест Сила Лоренца [Электронный ресурс]/ Compedu // Режим доступа: https://compedu.ru/publication/podgotovka-k-ege-test-sila-lorentsa.html
• Тест Магнитное поле [Электронный ресурс]/ Schooltests // Режим доступа: http://www.schooltests.ru/11/07_magnitnoe_pole.pdf
• Тест по теме «Магнетизм» [Электронный ресурс]/ kopilkaurokov // Режим доступа: https://kopilkaurokov.ru/fizika/testi/tiest-po-tiemie-maghnietizm-11-klass
• Социальная сеть работников образования nsportal.ru [Электронный ресурс]/ N sportal // Режим доступа: https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2017/08/28/test-po-teme-primenenie-sily-lorentsa
• Физика. 11 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений с приложением на электронном носителе: базовый и профильный уровни: [Текст]/ Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н. Соцкий.-20-е изд. - М. : Просвещение, 2011. – 399 с.