Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Задачи по теме "Сила Ампера. Сила Лоренца". 11 класс
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Задачи по теме "Сила Ампера. Сила Лоренца". 11 класс

библиотека
материалов

11 кл. Сила Ампера. Сила Лоренца.

1. Альфа-частица влетает в однородное магнитное поле со скоростью http://reshuege.ru/formula/9e/9e3669d19b675bd57058fd4664205d2a.png. Укажите правильную траекторию альфа-частицы в магнитном поле. http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3515 http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3516















Решение.

На любую движущуюся заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, величина которой имеет вид: http://reshuege.ru/formula/c0/c0bb4a36033cf5fa63402646385dd0dd.png, где http://reshuege.ru/formula/7b/7b7f9dbfea05c83784f8b85149852f08.png  — угол между направлениями вектора магнитной индукции http://reshuege.ru/formula/9d/9d5ed678fe57bcca610140957afab571.png и вектора скорости http://reshuege.ru/formula/9e/9e3669d19b675bd57058fd4664205d2a.png. Из рисунка в условии видно,что частица влетает в магнитное поле вдоль силовой линии, а значит, http://reshuege.ru/formula/2a/2aa447f3144cccc2865e6268c583f0f3.png, и магнитное поле на частицу действовать не будет, ее траектория будет представлять собой прямую линию.







































2. В каком направлении нужно двигать в однородном магнитном поле http://reshuege.ru/formula/69/69e3966668f4dabe833bedf0903ccb0c.png точечный заряд http://reshuege.ru/formula/76/7694f4a66316e53c8cdd9d9954bd611d.png, для того, чтобы действующая на него сила Лоренца при одинаковой по модулю скорости этого движения была максимальной?

 

http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3680


Решение.

Величина силы Лоренца дается выражением http://reshuege.ru/formula/fe/fe15ccb504294e4fc43c5860d96a2174.png где http://reshuege.ru/formula/bc/bccfc7022dfb945174d9bcebad2297bb.png  —   угол между направлением поля и вектора скорости. Следовательно, для того, чтобы сила Лоренца была максимальна, заряд нужно двигать перпендикулярно линиям магнитного поля.

Правильный ответ: 3.

Спрятать решение 

















































 



3. Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции (см. рисунок). Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону bc рамки со стороны внешнего магнитного поля http://reshuege.ru/formula/48/48c148a114b0d489864acfe6f4dcf020.png?

http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3051



4.Нейтрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью http://reshuege.ru/formula/9e/9e3669d19b675bd57058fd4664205d2a.png. Укажите правильную траекторию нейтрона в магнитном поле. http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3517

http://phys.reshuege.ru/get_file?id=3518



Решение.

Сила Лоренца со стороны магнитного поля действует только на двигающиеся заряженные частицы. Нейтрон  — нейтральная частица, она не несет электрического заряда, поэтому сила Лоренца на него не действует и не оказывает никакого влияния на его траекторию. Нейтрон продолжит двигаться равномерно и прямолинейно























































5.

Положительно заряженная частица движется в однородном магнитном поле со скоростью http://reshuege.ru/formula/26/265896c58772010918552050dc3cf568.png, направленной перпендикулярно вектору магнитной индукции http://reshuege.ru/formula/89/89ea4fd4d6eb066331451b1a9d7a64f7.png (см. рисунок). Как направлена сила Лоренца, действующая на частицу?

http://phys.reshuege.ru/get_file?id=5052



6.  Электрон http://reshuege.ru/formula/81/817bdd16b6549c599e9dabd9ec590a63.png имеет скорость http://reshuege.ru/formula/a0/a068e9d5cfdca492a9bbbcc8d296989f.png, направленную горизонтально вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена действующая на электрон сила Лоренца http://reshuege.ru/formula/07/07bc33c3fc7c6fa4aedecfe56903fa9c.png?

http://phys.reshuege.ru/get_file?id=8213



Решение.

Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Следовательно, вектор магнитной индукции поля, создаваемого проводником в точке, где находится электрон, направлен перпендикулярно плоскости рисунка от нас.

 

Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: «Если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно ей, а четыре пальца были направлены по току (по движению положительно заряженной частицы или против движения отрицательно заряженной), то отставленный большой палец покажет направление действующей силы Лоренца». Электрон заряжен отрицательно. Мысленно проделав для него описанные выше действия, получаем, что сила Лоренца направлена вертикально вверх в плоскости рисунка ↑.

 



























Краткое описание документа:

11 кл. Сила Ампера. Сила Лоренца.

№1. Альфа-ча­сти­ца вле­та­ет в од­но­род­ное маг­нит­ное поле со ско­ро­стью . Ука­жи­те пра­виль­ную тра­ек­то­рию альфа-ча­сти­цы в маг­нит­ном поле.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ре­ше­ние.

На любую дви­жу­щу­ю­ся за­ря­жен­ную ча­сти­цу в маг­нит­ном поле дей­ству­ет сила Ло­рен­ца, ве­ли­чи­на ко­то­рой имеет вид: , где   — угол между на­прав­ле­ни­я­ми век­то­ра маг­нит­ной ин­дук­ции  и век­то­ра ско­ро­сти . Из ри­сун­ка в усло­вии видно,что ча­сти­ца вле­та­ет в маг­нит­ное поле вдоль си­ло­вой линии, а зна­чит, , и маг­нит­ное поле на ча­сти­цу дей­ство­вать не будет, ее тра­ек­то­рия будет пред­став­лять собой пря­мую линию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№2. В каком на­прав­ле­нии нужно дви­гать в од­но­род­ном маг­нит­ном поле  то­чеч­ный заряд , для того, чтобы дей­ству­ю­щая на него сила Ло­рен­ца при оди­на­ко­вой по мо­ду­лю ско­ро­сти этого дви­же­ния была мак­си­маль­ной?

 

 

Ре­ше­ние.

Ве­ли­чи­на силы Ло­рен­ца да­ет­ся вы­ра­же­ни­ем  где   —   угол между на­прав­ле­ни­ем поля и век­то­ра ско­ро­сти. Сле­до­ва­тель­но, для того, чтобы сила Ло­рен­ца была мак­си­маль­на, заряд нужно дви­гать пер­пен­ди­ку­ляр­но ли­ни­ям маг­нит­но­го поля.

Пра­виль­ный ответ: 3.

Спрятать решение 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№3. Квад­рат­ная рамка рас­по­ло­же­на в од­но­род­ном маг­нит­ном поле в плос­ко­сти линий маг­нит­ной ин­дук­ции (см. ри­су­нок). На­прав­ле­ние тока в рамке по­ка­за­но стрел­ка­ми. Как на­прав­ле­на сила, дей­ству­ю­щая на сто­ро­ну bc рамки со сто­ро­ны внеш­не­го маг­нит­но­го поля ?

 

№4.Ней­трон вле­та­ет в од­но­род­ное маг­нит­ное поле со ско­ро­стью . Ука­жи­те пра­виль­ную тра­ек­то­рию ней­тро­на в маг­нит­ном поле.

 

 

Ре­ше­ние.

Сила Ло­рен­ца со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля дей­ству­ет толь­ко на дви­га­ю­щи­е­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы. Ней­трон  — ней­траль­ная ча­сти­ца, она не несет элек­три­че­ско­го за­ря­да, по­это­му сила Ло­рен­ца на него не дей­ству­ет и не ока­зы­ва­ет ни­ка­ко­го вли­я­ния на его тра­ек­то­рию. Ней­трон про­дол­жит дви­гать­ся рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№5.

По­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ная ча­сти­ца дви­жет­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле со ско­ро­стью , на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но век­то­ру маг­нит­ной ин­дук­ции  (см. ри­су­нок). Как на­прав­ле­на сила Ло­рен­ца, дей­ству­ю­щая на ча­сти­цу?

 

№6.  Элек­трон  имеет ско­рость , на­прав­лен­ную го­ри­зон­таль­но вдоль пря­мо­го длин­но­го про­вод­ни­ка с током I (см. ри­су­нок). Куда на­прав­ле­на дей­ству­ю­щая на элек­трон сила Ло­рен­ца ?

 

Ре­ше­ние.

Со­глас­но пра­ви­лу пра­вой руки: «Если от­ве­ден­ный в сто­ро­ну боль­шой палец пра­вой руки рас­по­ло­жить по на­прав­ле­нию тока, то на­прав­ле­ние об­хва­та про­во­да че­тырь­мя паль­ца­ми по­ка­жет на­прав­ле­ние линий маг­нит­ной ин­дук­ции». Сле­до­ва­тель­но, век­тор маг­нит­ной ин­дук­ции поля, со­зда­ва­е­мо­го про­вод­ни­ком в точке, где на­хо­дит­ся элек­трон, на­прав­лен пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка от нас.

 

На­прав­ле­ние силы Ло­рен­ца опре­де­ля­ет­ся пра­ви­лом левой руки: «Если левую руку рас­по­ло­жить так, чтобы линии ин­дук­ции маг­нит­но­го поля вхо­ди­ли в ла­донь пер­пен­ди­ку­ляр­но ей, а че­ты­ре паль­ца были на­прав­ле­ны по току (по дви­же­нию по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной ча­сти­цы или про­тив дви­же­ния от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ной), то от­став­лен­ный боль­шой палец по­ка­жет на­прав­ле­ние дей­ству­ю­щей силы Ло­рен­ца». Элек­трон за­ря­жен от­ри­ца­тель­но. Мыс­лен­но про­де­лав для него опи­сан­ные выше дей­ствия, по­лу­ча­ем, что сила Ло­рен­ца на­прав­ле­на вер­ти­каль­но вверх в плос­ко­сти ри­сун­ка ↑.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автор
Дата добавления 01.02.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров6400
Номер материала 355910
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх