Презентация на тему "Дидактический материал по теме «Магнитное поле»" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  " Ж и в ы е з а д а ч и " Дидактический материал по теме «Магнитное поле» B vx vx FЛ Презентация выполнена учителем физики Бордун Ирины Витальевны

• 
  Слайд 2
  

  Задача 1 Задача 2 Задача 3 Задача 4 Задача 5 Задачи для самостоятельного решения Выход Начало

• 
  Слайд 3
  

  Прямой проводник с током 10 А подвешен на двух пружинах. На отрезок проводника длиной 1,2 м действует однородное магнитное поле с индукцией 160 мТл. На сколько изменится длина пружин, если магнитное поле исчезнет? Жесткость пружин 40 Н/м. Задача 1

• 
  Слайд 4
  

  Fу FА Fу FТ B Выключить поле Включить поле Fу/ Fу/ Δx - ? I = 10 A ℓ = 1,2 м B = 160 мТл k = 40 Н/м 0,16 Тл SI 2FУ + FA = FT 2FУ/= FT Условие равновесия проводника при наличии магнитного поля: Условие равновесия проводника в отсутствие магнитного поля: Откуда имеем FУ/ - FУ= FА 2

• 
  Слайд 5
  

  По закону ГукаFУ = k(x – x0) FУ/ = k(x/ – x0)FУ/ - FУ = k(x/ - x) = k Δx Пусть x0 – длина нерастянутой пружины, x – длина пружины при наличии магнитного поля, x/ - длина пружины в отсутствие магнитного поля. Тогда искомое Δx = x/ - x. FА 2 = k Δx Сравнивая с уже полученным соотношением, получим FА 2k Δx = Сила Ампера в данном случае FА = BIℓ , таким образом BIℓ 2k Δx = Δx = 0,16 ∙ 10 ∙ 1,2 2 ∙ 40 = 0,024 (м) Ответ: Δx = 2,4 см. Выбор задачи

• 
  Слайд 6

  Задача 2

  Электрон, который влетел в однородное магнитное поле под углом 60о к линиям магнитной индукции, движется по винтовой линии диаметром 10 см с периодом 60 мкс. Определите скорость электрона.

• 
  Слайд 7
  

  B vx vx FЛ B V B B V vy FЛ = 0 B B = α V v d h α

• 
  Слайд 8
  

  V - ? α = 60o d = 10 см Т = 60 мкс SI 0,1 м 6∙10 -5 с вращательное со скоростью Vх = V sin αи поступательное со скоростью Vу = V cos α Период вращательного движения связан с его скоростью Т = π d Vх Откуда имеем Vх=V sin α = π d Т V= π d Т sin α V= π∙0,1 6∙10 -5∙sin 60о = 6043 (м/с) Ответ: V= 6043 м/с. Электрон участвует одновременно в двух движениях: Выбор задачи

• 
  Слайд 9

  Задача 3

  Протон влетает со скоростью 60 км/с в пространство с электрическим и магнитным полями, направления которых совпадают, перпендикулярно этим полям. Найдите напряженность электрического поля, если индукция магнитного поля равна 0,1 Тл, а начальное ускорение протона, вызванное действием этих полей, составляет 1012 м/с2.

• 
  Слайд 10
  

  B E + V FК FЛ F aнач= F mp Вкл./выкл. Е Вкл./выкл. В

• 
  Слайд 11
  

  E - ? V = 60 км/с B = 0,1 Тлaнач= 1012 м/с2 mp = 1,67∙10 -27кг qp = 1,6∙10 -19Кл SI 6∙104 м/с В начальный момент времени, пока скорость протона еще не изменилась, на него действуют электрическая сила FК = qp E и магнитная сила FЛ = qpVB Поскольку FК FЛ , то их равнодействующая F2 = FК2+ FЛ2 Эта равнодействующая обеспечивает начальное ускорение F =mp aнач Получаем ( mp aнач )2 = (qp E)2 + (qpVB)2 откудаE = mp aнач2 qp ( ) - (VB)2 √ 1,67∙10 -27 ∙ 1012 2 1,6∙10 -19 ( ) - (6∙104∙ 0,1)2 √ E = = 104202 (В/м) Ответ: E =104 кВ/м. Выбор задачи

• 
  Слайд 12

  Задача 4

  Векторы напряженности однородного электрического поля и магнитной индукции однородного магнитного поля перпендикулярны друг другу. Напряженность электрического поля равна 0,5 кВ/м, индукция магнитного поля 1 мТл. С какой скоростью и в каком направлении должен лететь электрон, чтобы двигаться в этих полях прямолинейно?

• 
  Слайд 13
  

  - FК Е - В FЛ V Fравнодействующая = 0 V = const

• 
  Слайд 14
  

  V - ? E = 0,5 кВ/м B = 1мТл E B SI 500 В/м 10 -3 Тл Прямолинейное движение электрона в данном случае возможно, если действия электрического и магнитного полей скомпенсированы, т.е. Fк = - Fл При движении электрона вдоль прямой, перпендикулярной обеим полям, эти силы соответственно равны Fк= qe E Fл= qeV B Откуда получаем qe E= qeV B V= E B V= 500 10 -3 = 5∙105 (м/с) Ответ: V= 5∙105м/с Выбор задачи

• 
  Слайд 15

  Задача 5

  Прямой проводник весом 0,1 Н подвешен горизонтально на двух тонких проводах. Центральная часть проводника длиной 0,2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл (вектор магнитной индукции направлен вертикально). На какой угол от вертикали отклонятся провода, которые поддерживают проводник, если по нему пропустить ток 2 А ?

• 
  Слайд 16
  

  FТ 2Fу В FТ Fу Fу Выключить ток Включить ток I FТ FА Fу/ Fу/ α FТ FА 2Fу/ α

• 
  Слайд 17
  

  α - ? P = 0,1 Н ℓ = 0,2 м B = 0,1 Тл I = 2 A Условие равновесия при отсутствии тока в проводнике 2FУ= FT Условия равновесия при включенном токе 2FУ/ cos α= FT 2FУ/ sin α= FА Сила тяжести равна по модулю указанному в условии весу: FT = P Из условий равновесия получаем Сила Ампера в данном случае равнаFА = BIℓ , тогда sin α cos α FА FT = tg α = FА P = α =arctg ( ) BIℓ P α =arctg ( ) 0,1 ∙2∙ 0,2 0,1 = 28o Ответ: α =28o Выбор задачи

• 
  Слайд 18

  Задачи для самостоятельного решения

  Электрон описывает в магнитном поле винтовую линию с радиусом 4 мм. Найдите шаг винтовой линии, если вектор скорости составляет угол 30о с вектором магнитной индукции. Горизонтальный проводник массой 10 г и длиной 10 см висит на гибких проводящих невесомых подвесах. На него действует однородное магнитное поле. Вектор магнитной индукции направлен вертикально, сила тока в проводнике 10 А. Подвесы отклонились на 30о от вертикали (сами подвесы находятся вне магнитного поля). Найдите модуль вектора магнитной индукции. Протон разгоняется из состояния покоя в электрическом поле с разностью потенциалов 1,5 кВ и влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям магнитной индукции. В магнитном поле он движется по дуге окружности радиусом 60 см. Определите модуль вектора магнитной индукции.

• 
  Слайд 19
  

  В однородное магнитное поле индукции В влетает под углом α к полю со скоростью V частица массы m с зарядом q. Найдите радиус и шаг винтовой линии, по которой движется частица. Однозарядные ионы двух изотопов аргона разгоняются в электрическом поле и потом в однородном магнитном поле разделяются на два пучка, которые движутся в вакууме по дугам окружностей с радиусами 7,63 см и 8,05 см. Найдите отношение масс ионов двух изотопов. На параллельные горизонтальные рельсы подано напряжение и по проводнику АВ течет ток 1 А. Под действием магнитного поля проводник движется с ускорением 2 м/с2. Найдите индукцию магнитного поля, если площадь поперечного сечения проводника равна 1 мм2, а плотность материала проводника 2500 кг/м3. Трение не учитывайте. B А В Выбор задачи