III. Вправи для учнів з ціллю закріплення отриманих знань, застосування їх на практиці

Задача. Магнітний потік усередині контура, площа поперечного перерізу якого 60см² , становить 0,3мВб. Визначити індукцію поля всередині контура. Вважати, що поле однорідне.

В-?
Ф=0,3мВб S=60см2
Відповідь: В=50мТ

Задача. Магнітний потік через кільце з опором 0,03 Ом змінився на 0,012Вб за інтервал часу 2с. Обчисліть силу струму в кільці, якщо потік змінювався рівномірно.

І-?
Ф=0,012Вб r=0,03 Ом ∆t=2с
Відповідь: І=0,2А

IV. Домашнє завдання

§63 №№827, Повт

V. Систематизація і узагальнення нових знань

Питання до класу:

1. Яка сила діє на провідник зі струмом?

2. Що називається магнітним потоком?

3. Чому дорівнює робота магнітних сил?

4. В яких одиницях вимірюється магнітний потік?

Тема уроку.

Сила Лоренца

Мета. Пояснити дію магнітного поля на заряджені рухомі частинки, ввести поняття сили Лоренца.

Обладнання: схеми, таблиці, книги.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ХІД УРОКУ

1. Актуалізація опорних знань.

Питання до класу:

1. Чим амперметр відрізняється від вольтметра?

2. Приладами якої системи можна виміряти потужність у колах змінного струму.

ІІ. Викладання нового матеріалу.

Сила, яка діє на рухому заряджену пластинку. З таблиці ананлогій між електричними й магнітними взаємодіями витікає, що F _м= qvB. Звідси випливає: F _м= qvBsinα.

З іншого боку, якщо провідник зі струмом помістити в магнітне поле, то на нього діятиме сила Ампера

F _А=ІBlsinα.

Сила струму в провіднику І пов'язана із зарядом частинок q, концентрацією заряджених частинок п і швидкістю їх напрямленого руху v формулою

І=qnvS.

Тоді

F _А= qnvSlBsinα=qvNBsinα,

де N=пSl – число заряджених частинок в даному об'ємі провідника V. Отже, на кожний рухомий заряд з боку магнітного поля діє сила

F _м= F _А/N.

Сила, яка діє на рухому заряджену частинку з боку магнітного поля, називається силою Лоренца:

F _л = qvBsinα.

Якщоv B, то F _л = qvB. Якщо v = 0 або v В, то

F _л = 0,тобто якщо заряджена частинка рухається вздовж лінії індукції, то сила Лоренца на неї не діє.

1. Напрям сили Лоренца визначається за допомогою правила лівої руки: якщо витягнуті пальці лівої руки розташувати в напрямі руху позитивного заряду так, щоб складова магнітної індукції В, перпендикулярно до напряму швидкості заряду, входила в долоню, то відігнутий на 90 градусів великий палець укаже напрям сили Лоренца, яка діє на заряд.

Для визначення напряму сили Лоренца, що діє на негативний заряд, який рухається, треба чотири витягнуті пальці лівої руки направити проти руху цього заряду.

2. Узагальнена сила Лоренца. Як відомо, на електричний заряд діє не тільки магнітне, але й електричне поле. Отже, якщо електричний заряд рухається в електомагнітному полі, то сила, яка діє на нього, може бути представлена як векторна сила електричної та магнітної складових:

F=F_eл+ F_л

Даний вираз називається узагальненою силою Лоренца.

3. Робота сили Лоренца. З курсу фізики 9 класу відомо, що робота сили

А= Fscosα,

де s – переміщення частинки, здійснене під дією сили F, а α – кут між напрямами сили й переміщення. Оскільки сила Лоренца перпендикулярна до напряму швидкості руху частинки, то cosα=0 і робота сили Лоренца дорівнює нулю.

ІІІ. Узагальнення і систематизація.

З курсу механіки відомо, що коли швидкість матеріальної точки перпендикулярно до напрямку сили, що на неї діє, то ця точка рухається по колу. Значить, електричний заряд у магнітному полі буде рухатися по колу. Слід наголосити, що магнітна сила при цьому є доцентровою. Таким чином, хоча магнітне поле й діє на частинку з деякою силою, але воно змінює тільки напрям руху частинки й не змінює її кінетичної енергії.

Задачі

1. Яка сила діє на електрон, що рухається зі швидкістю 60000 км/c в однорідному магнітному полі з індукцією 0,15 Тл? Електрон рухається перпендикулярно до ліній магнітної індукції поля.

2. На рис. а, б, в схематично зображені різні випадки взаємодії зарядженої рухомої частинки й магнітного поля. Сформулюйте задачу для кожного випадку і розв'яжіть її. (Зб:№12.22.)

3. На рис. 204 показано напрями руху електрона й сили Лоренца, що діє на нього з боку магнітного поля. Яким є напрям магнітної індукції поля? (Зб:№12.14.)

ІV. Підведення підсумків. Домашнє завдання.

Основне:

1. П: §66.

2. 1) Яка сила діє на протон, який рухається зі швидкістю 2*10м/с в однорідному магнітному полі з індукцією 0,1 Тл? Протон рухається під кутом 60 градусів до лінії магнітної індукції поля. (Зб:№12.10.Відповідь:2,8*10Н.)

2) Електронний промінь на екрані осцилографа дає точку, що світиться. До осцилографа (Рис.205) підносять смуговий магніт. Куди зміститься точка, що світиться? (Зб:№12.13. Відповідь: униз.)

3) На рис.206, а, б, в, г схематично зображені різні випадки взаємодії рухомої зарядженої частинки й магнітного поля. Сформулюйте задачі для кожного випадку й розв’яжіть їх. ( Зб:№12.23.)

Додаткове:

1. К:§67.

2. Зб:№12.15.