Тэма ўрока: Рух зараджаных часцінак у магнітным полі. Сіла Лорэнца Тып урока




Дата канвертавання11.06.2016
Памер82.87 Kb.
Тэма ўрока: Рух зараджаных часцінак у магнітным полі. Сіла Лорэнца
Тып урока: вывучэння новага матэрыялу

Выкарыстоўваемая тэхналогія: элементы інфармацыйных тэхналогій
Абсталяванне: Мультымедыйны праектар, інтэрактыўная дошка StarBoard FX-TRIO-77E, фотакамера, РМН, РМВ, лакальная сетка, інтэрактыўная прэзентацыя “Сіла Лорэнца”, камп’ютарны тэст “Рух зараджаных часціц у магнітным полі. Сіла Лорэнца”.
Мэта: далейшае фарміраванне ўяўленняў вучняў аб дзеянні магнітнага поля на электрычныя токі і рухомыя зарады
Задачы ўрока:

1. Адукацыйная: Стварыць умовы для дасягнення прагназуемага выніку навучання:

Элементы

фізічных ведаў



Па завяршэнні ўрока вучні:

Сіла Лорэнца

1. Запісваюць формулу, па якой вылічваецца сіла, якая дзейнічае на электрычны зарад, рухаючыйся ў магнітным полі, з боку магнітнага поля (сіла Лорэнца), і тлумачаць яе фізічны сэнс.
2. Фармулююць і прымяняюць правіла левай рукі для вызначэння напрамку сілы Лорэнца.
3. Характарызуюць выпадак руху зараджанага цела ў аднародным магнітным полі, калі ў дадзенай інерцыяльнай сістэме адліку напрамак скорасці руху часціцы перпендыкулярны напрамку індукцыі магнітнага поля.
4. Тлумачаць, што такое ўдзельны зарад часціцы і як яго вызначыць.


2. Развіваючая: Развіццё лагічнага мыслення вучняў, па фарміраванні ўмення будаваць індуктыўныя вывады.
3. Выхаваўчая: Фарміраванне пазнаваўчай цікавасці да фізікі; станоўчай матывацыі да вучэння; дысцыплінаванасці, эстэтычнага ўспрымання свету.
Змест урока
1. Арганізацыя пачатку ўрока. Праверка дамашнягя задання.

Задача 1 (дамашняя): Участак прамалінейнага провада з токам, на якім знаходзіцца N = 7,5*1021 свабодных электронаў, змешчаны ў аднародным магнітным полі індукцыяй В = 2 Тл і размешчаны пад вуглом α = 300 да вектара . Вызначце сілу , якая дзейнічае на провад з боку магнітнага поля і сілу, што дзейнічае з боку поля на кожны электрон. Сярэдняя скорасць паступальнага руху электронаў у дадзеным провадзе <υ> = 5 мм/с.

Мяркуецца, што дамашнюю задачу здолеюць рашыць поўнасцю не ўсе вучні. Настаўнік з дапамогай фотакамеры і мультымедыйнага праектара арганізуе абмеркаванне правільных або часткова правільных рашэнняў. У рабочых сшытках вучні карэкціруюць свае рашэнні. У тым выпадку, калі правільных рашэнняў не будзе, задача рашаецца на дошцы і ў рабочых сшытках пад кіраўніцтвам настаўніка.

Рашэнне дамашняй задачы

Дадзена:

N = 7,5*1021

В = 2 Тл

α = 300

<υ> = 5 мм/с

е = 1,6*10-19 Дж



FA - ?, F - ?




Адказ: 6 Н,


2. Пастаноўка мэтаў урока. Настаўнік дэманструе класу табліцу з мэтамі вывучэння вучэбных элементаў урока. Табліца пачынаецца са слоў “Па завяршэнні ўрока вучні запісваюць …, фармулююць …, апісваюць …, паказваюць … “. Настаўнік прапануе вучням перафармуліраваць гэтыя мэты наступным чынам: “Па завяршэнні ўрока, мы будзем запісваць …, фармуляваць …, апісваць …, паказваць … “.

3. Вывучэнне новага матэрыялу.

1) Настаўнік паведамляе вучням, што сілу, з якой магнітнае поле дзейнічае на зараджаную часціцу, што рухаецца ў гэтым полі, называюць сілай Лорэнца ў гонар галандскага фізіка Хендрыка Антона Лорэнца. Ён прапануе вучням самастойна запісаць формулу, па якой вылічваецца сіла Лорэнца. У выпадку, калі ўзнікнуць цяжкасці, ён звяртае ўвагу вучняў на рашэнне дамашняй задачы. Настаўнік заўважае, што зарад электрона мы звычайна абазначаем літарай “е”, а любы наогул зарад (іншай элементарнай часціцы або макрацела) – літарай “q”. Cіла Лорэнца абазначаецца FЛ. Гэта патрэбна ўлічыць у формуле. Вучні даюць падрабязную характарыстыку формуле і агучваюць яе ў тэкставым выглядзе.

Настаўнік адзначае, што велічыня сілы току залежыць ад выбару інерцыяльнай сістэмы адліку, паколькі ў розных сістэмах адліку скорасць зараду можа адрознівацца. Вучні рашаюць вусна задачу.

Задача 2. Пратон рухаецца ўздоўж ліній індукцыі аднароднага магнітнага поля са скорасцю 3*105 м/с. Вызначце велічыню сілы Лорэнца.

Рашаючы задачу вучні прымяняюць формулу для сілы Лорэнца. З аналіза сітуацыі вынікае, што вугал паміж напрамкамі сілы Лорэнца і індукцыі магнітнага поля (α) роўны 0. А так як сінус нуля роўны 0, то велічыня сілы Лорэнца ў дадзеным выпадку роўна нулю. Гэта азначае, што сіла Лорэнца на часціцу ў такім выпадку не дзейнічае.

2) Як вызначыць напрамак сілы Лорэнца? Мяркуецца, што вучні прапануюць для вызначэння напрамка сілы Лорэнца, як і сілы Ампера, прымяніць правіла левай рукі. Настаўнік просіць успомніць правіла левай рукі для сілы Ампера. Калі левую руку размясціць так, каб перпендыкулярная да правадніка складаючая індукцыі магнітнага поля уваходзіла ў далонь, чатыры выцягнутыя пальцы былі накіраваны па току, то адагнуты на 900 у плоскасці далоні вялікі палец пакажа напрамак сілы Ампера, якая дзейнічае на ўчастак правадніка з токам. А як патрэбна накіраваць чатыры выцягнутыя пальцы, калі ў магнітным полі рухаецца зараджаная часціца. Ён прапануе вучням рашыць задачу.

Задача 3. У аднародным магнітным полі знаходзіцца праваднік з токам. Вызначце напрамак сілы Ампера, што дзейнічае на праваднік. Прымяніўшы правіла левай рукі вызначце напрамак сілы Лорэнца, што дзейнічае на кожны свабодны электрон.

Пры рашэнні задачы можа ўзнікнуць сітуацыя, калі вызначаныя напрамкі сілы Ампера і сілы Лорэнца могуць аказацца процілеглымі. Такі вынік супярэчыць рашэнню разгледжанай вышэй задачы 1. У выніку абмеркавання дадзенай сітуацыі, вучні прыходзяць да вываду, што ў правіле левай рукі для сілы Лорэнца патрэбна ўлічваць знак зараджанай часціцы, якая рухаецца ў магнітным полі. З улікам гэтай заўвагі правіла будзе гучаць так: калі левую руку размясціць так, каб перпендыкулярная да правадніка складаючая індукцыі магнітнага поля уваходзіла ў далонь, чатыры выцягнутыя пальцы былі накіраваны па напрамку руху дадатнага зараду (або супраць руху адмоўнага), то адагнуты на 900 у плоскасці далоні вялікі палец пакажа напрамак сілы Лорэнца, якая дзейнічае на зарад.



Задача 4. Электрон улятае ў аднароднае магнітнае поле перпендыкулярна лініям магнітнай індукцыі. Чаму роўна работа магнітнага поля над электронам на ўчастку траекторыі даўжыней 12 м, калі велічыня сілы з боку поля 20 мН?

Рашаючы задачу, вучні звяртаюць увагу на тое, што як вынікае з правіла левай рукі, напрамкі руху зараджанай часціцы і сілы Лорэнца заўсёды ўзаемна перпендыкулярныя. Таму, сіла Лорэнца, якая дзейнічае на зараджаную часціцу рухаючуюся ў магнітным полі, работу над часціцай не выконвае.

3) Для таго каб выявіць асаблівасці траекторыі руху часціцы ў аднародным магнітным полі, калі яна рухаецца перпендыкулярна лініям індукцыі магнітнага поля, настаўнік прапануе вучням рашыць задачы.

Задача 5. Часціца рухаецца перпендыкулярна лініям магнітнай індукцыі ў аднародным магнітным полі. Які выгляд будзе мець траекторыя руху часціцы?

Задача 6. Пратон рухаецца ў аднародным магнітным полі індукцыяй 0,5 Тл са скорасцю , перпендыкулярна да яго ліній магнітнай індукцыі. Чаму роўны радыус акружнасці па якой рухаецца пратон і перыяд яго абарачэння? Маса пратона 1,67*10-27 кг.

У выніку рашэння задачы, вучні атрымалі формулы для разліку радыуса акружнасці па якой рухаецца зараджаная часціца ў магнітным полі і перыяд яе абарачэння па гэтай акружнасці.

Настаўнік звяртае ўвагу, што як вынікае з апошняй формулы, перыяд абарачэння часціцы не залежыць ад яе скорасці і радыуса траекторыі. А вызначаецца толькі яе параметрамі і велічынёй індукцыі магнітнага поля. Гэта выкарыстоўваецца ў цыклічных паскаральніках зараджаных часціц.

4) Настаўнік паведамляе вучням, што адносіна зарада элементарнай часціцы да яе масы называецца ўдзельным зарадам. Удзельны зарад можна вызначыць, калі спачатку разагнаць часціцу ў электрычным полі, а пасля накіраваць яе ў аднароднае магнітнае поле, перпендыкулярна да яго магнітных ліній. Настаўнік выводзіць патрэбную формулу на дошцы. Вучні запісваюць вывад у рабочы сшытак.

Рух часціцы ў электрычным полі можна апісаць з дапамогай тэарэмы аб кінетычнай энергіі Улічваючы што , , а можам запісаць . Рух у магнітным полі апішам з дапамогай другога закона Ньютана . У магнітным полі на часціцу дзейнічае сіла Лоренца . Па ўмове задачы α=0. Сіла Лорэнца змяняе толькі напрамак скорасці, таму ў магнітным полі часціца мае цэнтраімклівае паскарэнне . З улікам апошніх заўваг другі закон Ньютана можна запісаць

Такім чынам, атрымалі сістэму ўраўненняў .

Падзелім другое ўраўненне на першае, атрымаем

Усе велічыні ў правай частцы формулы лёгка вызначаюцца з эксперымента. Гэта дае магчымасць разлічыць удзельны зарад і і ідэнтыфікаваць часціцу.



4. Абагульненне і сістэматызацыя ведаў. Вучні агучваюць апорны канспект вывучаемай тэмы. Настаўнік паведамляе, што гэты апорны канспект змешчаны на школьным сайце на старонцы: организация образовательного процесса/фізіка/апорныя канспекты.

5. Кантроль за якасцю засваення ведаў.

Тэставы кантроль (з дапамогай кампьютара).


Тэст “Рух зараджаных часціц у магнітным полі. Сіла Лорэнца”.
A1. Па якой формуле вылічваецца сіла Лорэнца?

1) 2) 3) 4) 5)


A2. Сіла Лорэнца змяняе …

1)напрамак індукцыі магнітнага поля, што дзейнічае на рухаючуюся ў ім зараджаную часціцу.

2)напрамак скорасці зараджанай часціцы, што рухаецца ў магнітным полі.

3)велічыню індукцыі магнітнага поля, што дзейнічае на рухаючуюся ў ім зараджаную часціцу.

4)велічыню скорасці зараджанай часціцы, што рухаецца ў магнітным полі.

5)велічыню зарада часціцы, што рухаецца ў магнітным полі.


A3. У магнітным полі індукцыяй В = 4 Тл са скорасцю рухаецца электрычны зарад Чаму роўна работа, якую выконвае сіла Лорэнца над зарадам?

1) 2) 3)Работа не выконваецца. 4) 5)


A4. Зараджаная часціца рухаецца ў аднародным магнітным полі са скорасцю, накіраванай перпендыкулярна лініям індукцыі. Які выгляд мае траекторыя руху часціцы?

1)Хвалістая лінія. 2)Прамая лінія. 3)Акружнасць. 4)Трохвугольнік. 5)Квадрат.


A5. Якія формулы і законы патрэбна выкарыстаць для вываду формулы разліку радыуса акружнасці па якой рухаецца зараджаная часціца ў аднародным магнітным полі?

1)Другі закон Ньютана. 2). 3) 4)Закон захавання імпульса. 5).


A6. На часціцу, якая рухаецца ўздоўж лініі індукцыі магнітнага поля, …

1)дзейнічае сіла Лорэнца. 2)дзейнічае максімальная сіла Лорэнца. 3)сіла Лорэнца роўна палове ад яе найбольшага значэння. 4)сіла Лорэнца роўна трэцяй частцы ад яе найбольшага значэння. 5)сіла Лорэнца не дзейнічае.

A7. Як зменіцца перыяд абарачэння зараджанай часціцы ў магнітным полі, калі яе скорасць павялічыць ў два разы?

1)Павялічыцца ў 2 разы. 2)Павялічыцца ў 4 разы. 3)Паменшыцца ў 2 разы. 4)Паменшыцца ў 4 разы. 5) Не зменіцца.


A8. Вызначце напрамак сілы Лорэнца, што дзейнічае на дадатную часціцу рухаючуюся ў магнітным полі, так як паказана на малюнку.

1)Сіла Лорэнца накіравана ў напрамку 1.

2)Сіла Лорэнца накіравана ў напрамку 2.

3)Сіла Лорэнца накіравана ў напрамку 3.

4)Сіла Лорэнца накіравана ў напрамку 4.

5)Сіла Лорэнца накіравана перпендыкулярна плоскасці малюнка, да нас.



6. Падвядзенне вынікаў урока. Рэфлексія.

7. Дамашняе заданне: §32, пр.23(1, 2).


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка