План урока: Выполните тест «магнитное поле-3». Изучите новый материал и сделайте конспект (его нужно будет сфотографировать и прислать на проверку). Прорешайте задачи, поставив презентацию на воспроизведение (сначала попробуйте дать ответ, а затем смотрите решение). Если какие-то вопросы остались непонятными, сообщите заранее (для подготовки видеообзора ).
Сила Лоренца – сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца равна произведению модуля заряда на скорость движения частицы, магнитную индукцию и синус угла между вектором скорости и вектором магнитной индукции. F=|q|∙ V∙B∙sin α
Правило левой руки. Правило левой руки : 4 пальца левой руки направлены по движению положительного заряда; Вертикальная составляющая вектора магнитной индукции входит в ладонь; Большой палец отогнутый на угол 90˚ покажет направление силы Лоренца.
Вектор магнитной индукции поля перпендикулярен вектору скорости частицы. Как направлена сила Лоренца? Магнитное поле не меняет модуля скорости частицы – меняет только направление движения частицы. Выведем формулы, характеризующие движение частицы в магнитном поле.
Второй закон Ньютона: (1) Сила Лоренца: (2) Центростремительное ускорение: (3) Из формул (1), (2), (3): После сокращения: (4)
Из формулы получим формулу радиуса кривизны траектории частицы: Найдем период (время одного оборота) обращения частицы в магнитном поле: Таким образом:
Частица влетает в магнитное поле перпендикулярно силовым линиям.
Протон влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтальную скорость, перпендикулярную вектору магнитной индукции, направленного вертикально. Куда направлена действующая на него сила Лоренца? По правилу левой руки: 4 пальца направляются по вектору скорости частицы; вектор магнитной индукции входит в ладонь; большой палец покажет направление силы Ампера. Сила Ампера направлена горизонтально к нам.
Электрон, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтально направленную скорость, перпендикулярную вектору индукции. Куда направлена действующая на него сила Лоренца? Используя правило левой руки… Сила Лоренца направлена вертикально вверх.
Как изменится период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле при увеличении ее скорости в 5 раз? Рассматривается нерелятивистский случай. Период обращения частицы в магнитном поле определяется формулой: T=2 π R/V=2 π m/|q|∙B Из этой формулы видно, что период обращения частицы не зависит от ее скорости в магнитном поле.
Нейтрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Чему равно отношение модуля силы, действующей на нейтрон к модулю силы, действующей на протон В магнитном поле действует сила Лоренца: F=|q|∙V∙B∙sin α Но сила Лоренца действует только на протон, т.к. нейтрон не имеет заряда. Отношение сил равно нулю.
Электрон и протон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Чему равно отношение модулей сил, действующих на них со стороны магнитного поля? На электрон и протон действует сила Лоренца. F=|q|∙ V∙B∙sin α Следовательно, сила, действующая на частицы зависит от величины заряда частиц. Заряды электрона и протона равны, значит, равны и силы, действующие на них. Ответ: отношение сил равно 1.
Электрон и α -частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Чему равно отношение модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на электрон к модулю силы, действующей на α -частицу. На электрон и α-частицу действует сила Лоренца. F=|q|∙ V∙B∙sin α Следовательно, сила, действующая на частицы зависит от величины заряда частиц. Заряд электрона в 2 раза меньше заряда α -частицы. Ответ: отношение сил равно 1:2.
Два первоначально покоившихся электрона ускоряются в электрическом поле: первый проходит разность потенциалов U, второй 2 U.Ускорившиеся электроны влетают в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равно отношение радиусов кривизны траекторий первого и второго электронов? В электрическом поле кинетическая энергия электронов приобретается за счет энергии поля: ( mV 2 /2= eU ) => V=√2eU/m ; V ₁~√U, V₂~√2U ; V₁/V₂=1/√2 Радиус кривизны: r= m∙V /|q|∙B ; r~V => r ₁/r₂= V₁/V₂=1/√2. Ответ: 1/√2 или √2/2.
Тест «Магнитное поле-3» § 6 (11кл). конспект.
