Презентация - Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца

Тема урока: «Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца» Урок физики в 11 классе

Устный опрос Что такое электрический ток? Что такое магнитное поле? Какими свойствами обладает магнитное поле? Что такое сила Ампера? Как рассчитать силу Ампера?

Сила, которая действует на единичную, движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля назвали силой Лоренца.
Хе́ндрик Анто́н Ло́ренц (1853 - 1928) выдающийся голландский физик и математик , развил электромагнитную теорию света и электронную теорию материи, а также сформулировал теорию электричества, магнетизма и света, внёс большой вклад в развитие теории относительности, лауреат Нобелевской премии 1902г.

Модуль силы Лоренца равен отношению модуля силы Ампера F, действующей на участок проводника длиной l, к числу N заряженных частиц, упорядоченно движущихся в этом участке проводника:

Пусть длина отрезка l и площадь поперечного сечения проводника S. Сила тока I в проводнике связана с зарядом частиц q, концентрацией заряженных частиц и скоростью их упорядоченного движения  формулой:

Модуль силы, действующей со стороны магнитного поля на выбранный элемент тока равен:
- число заряженных частиц в объеме

На каждый движущийся заряд со стороны магнитного поля действует сила Лоренца, равная:
 - это угол между вектором скорости  и вектором магнитной индукции B.

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы
составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а 4е вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда, то отогнутый на 90о большой палец укажет направление действующей на заряд силы Лоренца FЛ.

Электрическое поле действует на заряд q с силой:
Если есть магнитное поле и электрическое поле, то суммарная сила, действующая на заряд, равна:

Т. к. сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы, то она не совершает работы.
Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и  модуль ее скорости.
Под действием силы Лоренца меняется направление скорости частицы.

Применение силы Лоренца
Осциллограф Кинескоп Масс – спектрограф Ускорители элементарных частиц (циклотрон, бетатрон, синхрофазотрон)

Магнитное поле. Магнитные свойства вещества.

Гипотеза Ампера
Магнитные свойства тела можно объяснить циркулирующими внутри него токами.
Магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри тела.

Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородной среде В отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме В0, называется магнитной проницаемостью среды .

Классификация веществ по их магнитным свойствам:
1) Диамагнетики –  < 1; (висмут, свинец, цинк, азот и др.);
2) Парамагнетики –  > 1; (алюминий, кислород, натрий, магнит и др.);
3) Ферромагнетики – >>1; (железо, никель, кобальт и их сплавы).

Свойства ферромагнетиков:
а) обладают остаточным магнетизмом;
б)  зависит от индукции внешнего магнитного поля;
в) температура, при которой исчезают магнитные свойства ферромагнетика, называется точкой Кюри.

Применение ферромагнетиков в технике
В роторах генераторов и электродвигателей; В сердечниках трансформаторов и электромагнитных реле; В ЭВМ; В телефонах; В микрофонах; На магнитных лентах и дисках.

2 вариант Определите направление силы Лоренца v 2)Определите направление вектора магнитной индукции : v Fл (к нам) 3)Определите направление скорости движения заряда • • • • В • • • • • • • • Fл 4) Электрон, двигаясь со скоростью 108см/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 20 мТл. Каков будет радиус кривизны его траектории?
1 вариант 1) Определите направление силы Лоренца 2)Определите направление вектора магнитной индукции : v + Fл 3)Определите направление скорости движения заряда Fл x x x x x x x x x x x x В 4) С какой скоростью движется в однородном поле с магнитной индукцией 0,01 Тл протон, если он описывает окружность радиусом 10 см?
N
-
N
S
+
v
S
-
+
+

Сила Лоренца а) параллельна скорости частицы; б) перпендикулярна скорости частицы;

2. Сила Лоренца а) не меняет кинетическую энергию частицы и модуль ее скорости; б) не меняет потенциальную энергию частицы; в) меняет кинетическую энергию частицы и модуль ее скорости; г) меняет потенциальную энергию частицы;

3. Магнитные свойства любого тела определяются…

4. Вещества, магнитная проницаемость которого >> 1. а) парамагнетик; б) диамагнетик; в) ферромагнетик;

5. Вещества, магнитная проницаемость которого < 1. а) парамагнетик; б) диамагнетик; в) ферромагнетик;