Разработка урока на тему "Применение силы Лоренца"

Применение силы Лоренца

Цель: показать практическую значимость силы Лоренца.

Ход урока

L Организационный момент

II. Повторение изученного

-     Какую силу называют силой Лоренца?

-     Чему равна сила Лоренца?

-     Что такое электрическое поле?

-     Какое поле называют однородным?

-     В каком случае электрическое поле разгоняет заряженную частицу, а в каком тормозит?

-     Что такое магнитное поле?

Как определить направление магнитной силы Лоренца?

-     Как движется частица в магнитном поле в разных случаях?

III. Выполнение лабораторной работы

Лабораторная работа

Цели: ознакомление с устройством электронно-лучевой трубки осциллографа, использование знаний о силе Лоренца для определе­ния скорости движения заряда.

Оборудование: подковообразный магнит с рассчитанным моду­лем В магнитной индукции, линейка, осциллограф (электронно­лучевая трубка).                          .^- —'

Ход работы

1. Установите след электронного луча (светящуюся точку) в цен­тре экрана, вращая ручки вертикального и горизонтального смеще­ния луча осциллографа. Осторожно прижмите подкову магнита к экрану и измерьте линейкой смещение луча по У.

2. Зарисуйте положение магнита относительно экрана, начальное и конечное положение луча на экране. Укажите направление линий

магнитной индукции между полюсами магнита. Определите направ­ление движения электронов.

3. Радиус кривизны найдите по формуле:

где R - радиус кривизны; d - толщина слоя, где действует магнитное поле; у - смещение.

где цулт- табличные данные.

4. Если известно напряжение между ускоряющими электродами осциллографа, то можно провести оценку:

IV. Изучение нового материала

Рассмотрим некоторые из многочисленных применений силы Лоренца, которые встречаются в науке и технике.

1. Управление электронным пучком.

Как видно из лабораторной работы, с помощью магнитных полей можно изменить направление движения электронов. Впервые управ­лять электронными лучами научился Дж.-Дж. Томсон.

2. Определение скорости движения частиц.

3.  Действие магнитного поля на движущиеся заряженные части­цы используется для преобразования кинетической энергии плаз­менной струи в электрическую (МГД-генераторы) (магнитогидроди­намики).

Поток плазмы направляется в поперечное магдаггное поле, которое действует на движущиеся заряженные частицы F_n =Bq-v, направлен­ное перпендикулярно к скорости их движения. В результате положитель­ные ионы отклоняются вверх, а электроны и отрицательные ионы - вниз.

Верхний катод электризуется положительно, а нижний — отрица­тельно, их выводы являются полюсами генератора. Между электро­дами ток течет снизу вверх. Происходит уменьшение скорости струи и ее кинетической энергии. На МГД-генераторе кинетическая энер­гия плазменной струи преобразовывается непосредственно в элек­трическую энергию.

Совместное использование на тепловых электростанциях гидро­динамического метода преобразования энергии и обычных паротур­бинных установок позволяет значительно повысить экономическую эффективность электростанций.

4. Определение знака заряда движущейся частицы.

5. Магнитные ловушки.

6. Определение удельного заряда и массы частиц.

7. Ускорители заряженных частиц.

8. Электронный микроскоп.

V. Закрепление изученного материала

-     Каким методом можно определить скорость заряженных час­тиц?

-     Как с помощью магнитного поля можно узнать заряжена ли частица?

-     Опишите принцип действия щпслотрона.

VI. Подведение итогов урока

Домашнее задание п. 6; упр. №1(3:4).