Сила лоренца конспект урока 8 класс

Обновлено: 07.07.2024

Использование на уроке наглядности в виде мультимедийной презентации облегчает усвоение учащимися излагаемого материала. Презентация дает возможность компактно излагать учебный материал, что позволяет больше времени уделить закреплению пройденного материала. Применение анимации позволяет показать движение заряда в магнитном поле в динамике. Изучаемый материал связывает полученные теоретические знания с практикой. Разработку и презентацию можно использовать не только в универсальных, но и в профильных классах, так как они содержат материал повышенного уровня сложности.

Цели: изучить новое физическое явление – действие магнитного поля на движущийся заряд, вывести формулу и ввести мнемоническое правило для определения модуля и направления силы Лоренца, показать возможность применения знаний для расчёта периода обращения частицы в магнитном поле, познакомить учащихся с практическим применением действия силы Лоренца в ускорителях.

Оборудование: электронный осциллограф, дугообразный магнит, презентация “Сила Лоренца”, мультимедийный проектор.

Тип урока: формирование новых знаний

Актуализация знаний:

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

Учитель: Т.к. магнитное поле действует на ток – движущиеся заряженные частицы, то оно действует и на каждую частицу в отдельности. Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу характеризует сила Лоренца.

Хендрик Антон Лоренц (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.

Слайд 3.

, так как является её долей, значит, для определения её направления можно применить то же мнемоническое правило, что и для определения направления сил Ампера – правило левой руки, с оговоркой, что заряд должен быть положительным, т.к. за направление тока мы принимаем направление движения положительных зарядов. Если же заряд отрицательный, то направление силы меняется на противоположное.

Так как сила, действующая на заряд, оказалась перпендикулярной скорости его движения, то модуль скорости изменяться не будет, а будет меняться направление, т.о. частица будет равномерно двигаться по окружности.

Демонстрационный эксперимент: С помощью прибора для демонстрации движения заряженных частиц под действием силы Лоренца или с помощью электронного осциллографа демонстрируется отклонение электронных пучков магнитным полем.

Выведем формулу для расчёта модуля силы Лоренца.

Т.к. она является частью силы, действующей на весь отрезок проводника, находящийся в магнитном поле, то её модуль в N раз меньше силы Ампера. Доведите рассуждение до логического завершения: свяжите силу с параметрами заряженной частицы (зарядом и скоростью)

(Ученики завершают вывод формулы в тетрадях, проверяют с помощью анимированного слайда 4.)

Движение заряженной частицы под действием силы Лоренца, если α = 90°

Сила, перпендикулярная скорости, вызывает изменение направления движения, т.е. центростремительное ускорение. Зная формулы расчёта центростремительного ускорения и модуля силы Лоренца, которая его вызывает, и, используя второй закон Ньютона, выведите формулу для расчёта радиуса окружности, по которой будет двигаться частица.

(Ученики завершают вывод формулы в тетрадях, проверяют с помощью анимированного слайда 5.)

Теперь не сложно узнать и период обращения частицы, т.к. , где r нами только что найдено. Сделайте вывод: чем определяется период обращения частицы?

(Предполагаемый ответ: магнитной индукцией поля и удельным зарядом частицы, т.е. не зависит от радиуса окружности, по которой частица движется.)

Эти особенности движения зарядов в магнитном поле нашли практическое применение.

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

Движение заряженной частицы под действием силы Лоренца, если α ≠ 90°

(С помощью анимации на слайде учитель объясняет, как движется заряженная частица, если её скорость не перпендикулярна силовым линиям магнитного поля и совместно с учащимися находит шаг винтовой линии.)

Самостоятельная работа для учащихся с целью закрепления полученных знаний, в ходе которой они могут пользоваться своими записями, текстом учебника, консультацией учителя

Домашнее задание §6, самостоятельная работа № 31 (“Физика. Самостоятельные и контрольные работы” Л.А.Кирик), достаточный уровень № 1–3, 10

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Физика 8 класс урок 36 29.01.18

Цель урока: Способствовать формированию понятия силы посредством, изучения действия магнитного поля на электрический заряд.

Цель, проговариваемая для учащихся: Сегодня на уроке мы изучим ещё одну силу, которая действует со стороны магнитного поля на единичный движущийся электрический заряд.

Задачи: А) дидактические: Способствовать формированию научной картины мира на основе представлений магнитного поля. Изучить понятие силы Лоренца, её математической формулы и её действия на электрический заряд.

Б) Воспитательные: В ходе беседы, способствовать воспитанию культуры вести диалог с докладчиками, оппонентами и др.

В) Развивающие: продолжить развитие компетентности учащихся, помогающий быть наиболее деятельным, значимым в современном мире. Способствовать развитию аналитического мышления, умение синтезировать, анализировать и обобщать полученные знания.

А) по источникам знаний: словесные, наглядные, практические;

В) по дидактическим задачам: изучение новой темы.

Г) по характеру познавательной деятельности: частично-поисковый;

Д) по степени расчленения знаний: сравнительный, аналитический, обобщающий;

Е) по характеру движения мысли от незнания к знанию : индуктивный.

Проблема урока: вывод формулы силы Лоренца с использованием формул силы Ампера и силы тока.

Тип урока: комбинированный урок.

Мотивация урока:

Отклонение электронного пучка в кинескопах телевизоров осуществляют с помощью магнитного поля, которое создают специальными катушками. В ряде электронных приборов магнитное поле используется для фокусировки пучков заряженных частиц.

Действие магнитного поля на движущийся заряд широко используют в современной технике. Например измерение массы частицы в приборах, позволяющих разделять заряженные частицы по их зарядам. Такие приборы называются масс-спектрограф.

В созданных в настоящее время экспериментальных установках для осуществления управляемой термоядерной реакции действие магнитного поля на плазму используют для скручивания ее в шнур, не касающийся стенок рабочей камеры. Движение заряженных частиц по окружности в однородном магнитном поле и независимость периода такого движения от скорости частицы используют в циклических ускорителях заряженных частиц — циклотронах.

Введение понятия сила Лоренца, правила левой руки для силы Лоренца, применение силы Лоренца.

Продолжать развитие умения самостоятельного поиска знаний в СМИ, научно-популярной литературе

План урока.

3. Применение силы Лоренца

4. Коллайдер - научное изобретение или надвигающаяся катастрофа, способная уничтожить нашу планету?

Ход урока.

Организационный момент.

Сегодня очень много говорится о теории Большого взрыва, как о начале рождения Вселенной.

Нобелевская премия по физике была присуждена японским ученым за обнаружение в микромире нарушения симметрии, что говорит о том, что в момент Большого взрыва вещества возникло больше, чем антивещества, что и позволило вселенной развиваться дальше, а не аннигилироваться в момент зарождения Вселенной.

Сейчас мы с вами посмотрим отрывок из фильма, созданного нашими обучающимися для конференции в 2006 г

Самым большим и претенциозным изобретением ученых в последнее время стал большой адронный коллайдер-ускоритель элементарных частиц, в котором они попытаются воссоздать Большой взрыв.

Большой адронный коллайдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений.

Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN), на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. По состоянию на 2008 год БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире.

Прочитайте его и подумав, к концу урока ответьте на вопрос.

Что говорят ученые о теории Большого взрыва и можно ли получить новую Вселенную с помощью коллайдера?

Так что же такое БАК? В чем состоит принцип его работы? Сейчас мы попробуем ответить на это вопрос.

История создания большого адронного коллайдера-представляет презентацию

Принцип работы коллайдера- представляет презентацию

Основным принципом работы коллайдера является движение заряженных частиц в магнитном поле.

Вопрос: Что такое магнитное поле? Какая физическая величина характеризует магнитное поле?

Весь материал - в документе.

Содержимое разработки

Цель урока: Формировать научное миропонимание и естественнонаучную картину мира

Учить применять теоретические знания в нестандартной практической ситуации

Введение понятия сила Лоренца, правила левой руки для силы Лоренца, применение силы Лоренца .

Продолжать развитие умения самостоятельного поиска знаний в СМИ, научно-популярной литературе

Тип урока: урок объяснения нового материала.

Вид урока: урок-беседа

Форма организации учебной деятельности: индивидуальная, коллективная

Комплексно-методическое обеспечение урока: компьютер, телевизор, раздаточный материал.

Методы обучения: словесный, наглядно-демонстрационный, практический

Применение силы Лоренца

Коллайдер - научное изобретение или надвигающаяся катастрофа, способная уничтожить нашу планету?

2.Сегодня очень много говорится о теории Большого взрыва , как о начале рождения Вселенной.Нобелевская премия по физике была присуждена японским ученым за обнаружение в микромире нарушения симметрии, что говорит о том , что в момент Большого взрыва вещества возникло больше, чем антивещества, что и позволило вселенной развиваться дальше, а не аннигилироваться в момент зарождения Вселенной. Сейчас мы с вами посмотрим отрывок из фильма, созданного нашими обучающимися для конференции в 2006г.

Большой адро́нный колла́йдер (англ. Large Hadron Collider, LHC; сокр. БАК) — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений. Коллайдер построен в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований (фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN), на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы. По состоянию на 2008 год БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире.

3.У вас на столе лежит отрывок из книги Д.Брауна

Прочитайте его и подумав, к концу урока ответьте на вопрос.

Так что же такое БАК? В чем состоит принцип его работы? Сейчас мы попробуем ответить на это вопрос.

История создания большого адронного коллайдера-представляет презентацию

Принцип работы коллайдера- представляет презентацию

4.Основным принципом работы коллайдера является движение заряженных частиц в магнитном поле.

Вопрос: Что такое магнитное поле? Какая физическая величина характеризует магнитное поле?

Действие магнитного поля на проводник с током означает, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды.

Вопрос: Какая сила действует на проводник с током в магнитном поле?

Найдем силу, действующую на электрический заряд при его движении в однородном магнитном поле с индукцией В.

Сила тока в проводнике связана с концентрацией молекул свободных заряженных частиц, скоростью их упорядоченного движения и площадью поперечного сечения проводника следующим выражением:I=qnvS, где q-заряд отдельной частицы.

Подставляя это выражение в формулу для определения силы Ампера F=IBlsin α

Вопрос: По какой формуле рассчитываетя сила Ампера? F=IBlsin α получаем F=qnvSlBsinα

Так как произведение равно числу свободных заряженных частиц в проводнике длиной l N=nSl , то сила, действующая со стороны магнитного поля на одну заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле со скоростью v под углом α к вектору В индукции, равна

Эту силу называют силой Лоренца.

Для определения направления силы Лоренца используют правило левой руки: если расположить левую руку так, что вектор магнитной индукции входит в ладонь, а четыре вытянутых пальца направлены по направлению вектора скорости положительной частицы, то отогнутый на 90 0 большой палец покажет направление силы Лоренца.

Итак, сила Лоренца-это сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Она рассчитывается по формуле F=qBvsinα, и ее направление определяется по правилу левой руки.

Вопрос: Что такое линии магнитной индукции, как они направлены?

По какой траектории может двигаться заряженная частица , если она влетает в магнитное поле

а) вдоль линий магнитной индукции

б) перпендикулярно линиям магнитной индукции?

Обучающиеся совещаются между собой и выдвигают гипотезу, пытаясь ее обосновать.

Ученик, давший правильный ответ выходит к доске и зарисовывает направление движения частицы в каждом случае.

Правильный ответ: если частица движется в магнитном поле параллельно линиям магнитной индукции, то она движется по прямой линии равномерно. В однородном магнитном поле на заряженную частицу, движущуюся перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила Лоренца , под действием которой частица приобретает центростремительное ускорение и движется по окружности.

Радиус окружности, по которой движется частица, определяется:

1. Сила Лоренца равна силе, определяемой по 2 закону Ньютона:

2.Центростремительное ускорение рассчитывается по формуле:

Подставляя ускорение в равенство сил, получаем:

Таким образом, частица, движущаяся в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, движется с центростремительным ускорением по окружности.

Этот факт используется в новом современном изобретении -большом адронном коллайдере.

6.А теперь вернемся к нашему отрывку из книги и попробуем ответить на поставленный в начале урока вопрос.

Вывод: да, принцип работы коллайдера был предсказан Д.Брауном правильно. Что касается возможности получения вещества и антивещества, создания модели Большого взрыва или возникновения черной дыры тут слово за ученными.

7. Домашнее задание: Еще раз подумать об отрывке из книги Д. Брауна, предложить новые идеи по заданному вопросу, создать презентацию о теории Большого взрыва. Подумать, какую пользу может принести человечеству получение энергии таким способом? Поможет ли эта энергия решить энергетический кризис планеты?§22

8. Подведение итогов урока.

Сегодня на уроке мы изучили силу Лоренца, действующую на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, определили ее направление и применение.

Цель для преподавателя: напомнить понятие сила Лоренца; записать математическое определение силы Лоренца, доказать ее справедливость для различных углов; формирование универсальных учебных действий в процессе организации продуктивной деятельности студентов, направленной на достижение ими результатов.

Технологическая карта урока

Дата: 30.11.21 г.

Предмет: физика

Группа: 25 (Оператор связи)

Тема урока Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Базовый учебник: Дмитриева В.Ф., Физика для профессий и специальностей технического профиля; учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. –М., 2017

Преподаватель: Соляник Стелла Равиловна

Цели для студента: усвоить основные понятия и физические величины раздела.

урок применения и совершенствования знаний на практике

Технология развития критического мышления

Опорные понятия, термины: сила Лоренца, вектор магнитной индукции, вектор, взаимное расположение векторов, траектория движения и т.д.

Оборудование: интерактивная ЖК панель, ноутбук-трансформер Aquarius CMP NS483.

Деятельность преподавателя

Деятельность обучающихся

Ожидаемый результат

(в мин.)

Учитель создаёт психологически комфортную обстановку для работы на уроке;

Участвуют в определении целей урока

сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки

Осуществляет фронтальный контроль за выполнением д/з;

Что представляет собой магнитное поле?

Перечислите свойства магнитного поля.

Что принято за характеристику магнитного поля?

Как направлен вектор магнитной индукции?

С помощью чего наглядно представляют магнитное поле?

В чем особенность магнитных силовых линий?

Назовите главное свойство магнитного поля.

Как называют силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током?

Как называют силу, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу?

Где применяют магнитные поля, силу Ампера и силу Лоренца?

Для чего проводят исследования, изучают физические явления, открывают законы?

ставит цель урока, рассказывает, какими способами эта цель будет достигнута.

1) Студенты отвечают на вопросы, а также дают комментарии к ним, структурируют информацию

2)Формулируют тему урока.

сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях

Мотивация к совершенствованию знаний

На столах в группах карточки с обозначениями, единицами измерения и т.п. физических величин. После заполнения таблиц - проверка.

В чем же заключаются правило левой руки, правило буравчика и правило обхвата?

По итогам второй части нашего урока можно сделать вывод, что вы хорошо усвоили теоретический материал и готовы решать задачи (применять знания на практике.

Студенты отбирают карточки по заданной теме (магнитная индукция, сила Ампера, сила Лоренца). Один представитель от группы заполняет соответственную часть таблицы у доски, каждый в группе заполняет такую же таблицу в опорном конспекте.

сформированность мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки

умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности

сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях

анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

Решение задач на применение правил

Каждому из 4 человек в группе выдается задача по отдельной теме: правило буравчика, правило обхвата правой руки, правило левой руки для движущегося заряда, правило левой руки для тока.

1)Работают в группах, решают задачу.

2) каждая группа проводит решенной задачи

умение самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности

сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях

анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

Контроль и самопроверка знаний. Деловая игра.

Организует закрепление материала с помощью организации деловой игры.

Изготовление модели из подручных материалов для демонстрации изучаемых правил.

Составления плана защиты (дополнить готовые фразы).

Защита модели. (1 человек от группы)

навыки сотрудничества со сверстниками;

формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах;

анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации.

1) Анализ проделанной работы.

Что узнали? Чему научились? Какая была поставлена цель? Достигли ли поставленной цели?

1) Студенты оценивают себя и докладывают преподавателю, при этом в целом анализируют работу всей группы.

Читайте также: