Урок теми "Дія магнітного поля на рухомі заряджені частинки. Сила Лоренца"

Тема уроку: Сила Лоренца.

Мета уроку: сформувати уяву про силу Лоренца; удосконалювати знання учнів про електромагнітні явища, закріпити вміння визначати напрям магнітного поля; розвивати вміння аналізувати, порівнювати; формувати практичні навички по визначенню напрямку дії сили Лоренца; виховувати уважність, кмітливість, допитливість.

Обладнання: плакати (презентації)  по будові мас-спектрографів, кінескопа, МГД -генератора, дидактичний матеріал.

Тип уроку: урок формування нових знань.

Методи навчання: - діалогічний;

•     демонстративний;
•     пояснювальний.

Форми навчання:    - фронтальна;

•     групова;
•     індивідуальна;

Засоби навчання:

•     підручники;
•     записи на дошці;

-   плакати.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

• перевірка готовності класу до уроку;
• запис дати в зошитах.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

1. Повідомлення теми і мети уроку (запис у зошитах).
2. Ознайомлення з коротким змістом нового матеріалу.

ІІІ. Актуалізація і корекція знань.

1. Як діє магнітне поле на провідник?
2. Пригадайте, що називають електричним струмом?
3. Якою формулою пов’язані між собою сила струму і заряди, що створюють це струм?
4. Як визначається сила Ампера?

По відповідям учнів на дошці записуються формули для визначення сили струму через носіїв струму та для сили Ампера:

I = q₀ n v S    F_A = I B L sin 

IV. Основна частина. Вивчення нового матеріалу.

1. Розповідь вчителя.

Електричний струм це упорядкований рух заряджених часток. Тому дія магнітного поля на провідник зі струмом є  діє магнітного поля на заряджені частки, що рухаються. Сьогодні на уроці ми повинні встановити, яка сила діє на окрему заряджену частку, що рухається в магнітному полі.

Сила, що діє на рухому заряджену частку з боку магнітного поля називають силою Лоренца.

2. Коротка доповідь учня про Х.Лоренца.
3. Продовження розповіді вчителя з елементами бесіди.

Підставимо формулу для струму  в формулу сили Ампера:

F_A = q₀ n v S B L sin ,

враховуючи, що N =n S L - кількість заряджених часток, в провіднику, маємо:

F = q₀ v B N sin ,

Тоді F_л = F/N = q₀ v B  sin ,

Напрям дії сили Лоренца для позитивних часток співпадає с напрямом дії сили Ампера, тому потрібно користуватися тим же правилом лівої руки для визначення напряму сили Лоренца.

4. Первинне закріплення. Розв’язування прикладів на визначення напряму дії сили Лоренца.

А)     б)    в)

5. Використання сили Лоренца.

Під час руху в магнітному полі сила Лоренца змінює напрям швидкості, а модуль швидкості руху частки залишається  незмінним. Тому бокова дія сили Лоренца приводить до обертального часток по колу, тоді:

F_л = F_ц

Або         mv²/R = q v B      від куди      

R = mv/qB - радіус кола, по якому рухається частка. 

Враховуючи, що період обертання Т = 2 R/v , тоді: 

Т = 2 m/qB  - період обертання частки в магнітному полі.

Далі йде пояснення використання сили Лоренца в мас-спектрографах, кінескопах  та магнітогідродинамічних генераторах  по плакатові.

V. Закріплення вивченого матеріалу.

До дошки викликаються два учня і розв’язуються задачі на визначення радіусу кола і періоду обертання частки в магнітному полі.

• Визначити радіус кола, по якому буде рухатись електрон, що влітає в однорідне магнітне поле перпендикулярно до силових ліній поля з швидкістю 5000км/с. Індукція поля 5 мТл.
• Визначити період обертання протона в магнітному полі з індукцією 10мТл.

VI. Підсумок уроку.

1. Робота над визначенням опорних понять.

Завдання: "Доповнити розповідь словами" (Запис опорних слів в зошит. Складання опорної схеми - конспекту уроку)

Сьогодні на уроці ми вивчили тему: сила Лоренца. Визначили, що сила Лоренца залежить від заряду і швидкості руху частки, вектора магнітної індукції. Сила Лоренца визначається формулою F_л = q₀ v B sin            . Напрям дії сили Лоренца визначається правилом лівої руки. Сила Лоренца використовується в мас-спектрографах, МГД - генераторах, кінескопах телевізорів.

2. Читання тексту в парі зі слабшим учнем.
3. Домашнє завдання: §64, повторити всі поняття, підготуватися до фізичного диктанту. Почати розв’язувати завдання домашньої роботи (видаються учням в кінці уроку), продовжити підготовку до гри "LG - еврика"

Для самостійної роботи:

В-1 11кл т: магнітне поле                                                     

1 Яка сила діє на електрон, що летить у магнітному полі індукцією 50мтл зі швидкістю 2000км/с, під  кутом 30" до ліній магнітного полю.                                                     

2 Визначити радіус окружності по який рухається електрон у магнітному полі зі швидкістю 3000км/с, якщо індукція магнітного полю дорівнює 0,5Тл.                                                     

3 З якою швидкістю рухається електрон у магнітному полі з індукцією 5мтл, якщо він описує окружність радіусом 4мм?                                                     

В-3 11кл т: магнітне поле                                                     

1 Яка сила діє на електрон, що летить у магнітному полі індукцією 60мтл зі швидкістю 1000км/с  під  кутом 45" до ліній магнітного полю.                                                     

2 Визначити радіус окружності по який рухається електрон у магнітному полі зі швидкістю 2000км/с, якщо індукція магнітного полю дорівнює 0,2Тл.                                                     

3 З якою швидкістю рухається електрон у магнітному полі з індукцією 8мТл,якщо він описує окружність радіусом 6мм?                                                     

В-5 11кл т: магнітне поле                                                     

1 Яка сила діє на електрон, що летить у магнітному полі індукцією 80мТл зі швидкістю 4000км/с  під   кутом 60" до ліній магнітного полю.                                                     

2 Визначити радіус окружності по який рухається електрон у магнітному полі зі швидкістю 1000км/с, якщо індукція магнітного полю дорівнює 0,1Тл.                                                     

3 З якою швидкістю рухається електрон у магнітному полі з індукцією 2мТл,якщо він описує окружність радіусом 9мм?                                                      

1. Визначити напрям діє сили Лоренца:

а)       б)    в)

         В