Зачетный урок. магнитное поле.

Зачетный урок по теме «Магнитное поле»

10 класс

Цель: повторить, обобщить и систематизировать знания учащихся по теме «Магнитное поле», проконтролировать усвоение учащимися основных законов по теме «Магнитное поле» и умение их применять.

Оборудование: компьютеры, проектор

Продолжительность зачета - 2 урока

План урока

Этапы урока время (минуты) методы и приемы

I. Повторение основных 10-15 фронтальный опрос законов по теме «Магнитное поле»

II. Обобщение и систематизация 25-30 защита учащимися презентаций полученных знаний «Применение действия магнитного

поля в различных устройствах»;

III.Контроль знаний 5-10 решение задач,

15-20 компьютерное тестирование

IV. Игра «Кто быстрее» 10-15 командная игра

Ход урока.

1. Повторение основных законов по теме «Магнитное поле».

Фронтальный опрос.

1. Что такое магнитное поле?

2. Расскажите об опыте Эрстеда.

3. Что такое силовые линии магнитного поля? Как они направлены?

4. Сформулировать правило правой руки (буравчика).

На экране с помощью проектора высвечиваются задания

Магнитное поле проводника с током

1). Определите направление тока в проводнике, сечение которого и магнитное поле показаны на рисунке 1.

2). Начертите силовые линии магнитного поля и укажите их направление для проводника с током, сечение которого указано на рисунке 2. рис.1

рис.2 рис.3

3). Какое направление имеет ток в проводнике, направление силовых линий магнитного поля которого указано стрелками (рис.3)?

4). В каком направлении надо пропустить ток по проводнику АВ,

чтобы магнитная стрелка SN повернулась северным полюсом к

наблюдателю (рис.4)?

5). По направлению магнитных силовых линий, изображенных на рисунке, определите направление кругового тока в кольце. рис.4

рис.5

6). Определите какое направление имеет ток в проводнике.

рис.6

Магнитное поле катушки с током

1). Какой полюс будет иметь заостренный конец гвоздя, если по намотанной вокруг него изолированной проволоке пропустить ток от аккумулятора?

2). Какой полюс магнитной стрелки будет отталкиваться от правого конца катушки с током?

3). Как будет вести себя стрелка при замыкании цепи электромагнита?

4). Определите полюсы источника тока.

5). Определите полюсы катушки с током.

6). На рисунке изображена катушка с током. Какой конец катушки обладает свойствами северного магнитного полюса?

5. Расскажите об опыте Ампера.

6. Что такое сила Ампера?

7. Сформулировать правило левой руки

На экране с помощью проектора высвечиваются задания

1). В каком направлении должен двигаться проводник, расположенный

перпендикулярно к плоскости чертежа, если ток в проводнике идет

от наблюдателя?

2). Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока от наблюдателя проводник перемещается вправо.

3). Определите направление тока в проводнике, находящемся в магнитном поле. Стрелка указывает направление движения проводника.

4). Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока к наблюдателю, проводник перемещается влево.

5). В каком направлении будет двигаться проводник с током в данном магнитном поле?

6). Укажите стрелками направление силовых линий магнитного поля, если известно, что проводник с током под действием магнитного поля отклоняется вправо.

7). Как направлен ток в проводах, если силы взаимодействия направлены так, как показано на рисунке?

8). Как взаимодействуют токи, направленные так, как указано на рисунке?

9). Сформулировать и решить задачи:

8. Что такое сила Лоренца?

2. Обобщение и систематизация полученных знаний

Выступления учащихся по темам:

Электроизмерительные приборы

Электродвигатели постоянного тока

Масспектрометры, фильтры скоростей

Ускорители

Электроннолучевые трубки

3. Контроль знаний

Решение задач.

1. Два изотопа углерода ₁₀²⁰Ne и ₁₀²²Ne влетают в масс-спектрометр со скоростью 2км/c. Индукция магнитного поля равна 2 мТл. Каково будет расстояние между точками попадания этих изотопов на экране? (ответ: 2,1 см)

2. Электрон со скоростью влетел в селектор скоростей с магнитным полем 0,2 мТл и напряженностью электрического поля 4 кВ/м. Электроны с какими скоростями пройдут сквозь селектор? (ответ: 2∙10⁷ м/c)

Компьютерное тестирование

Вариант I

Часть А

А1. Что наблюдалось в опыте Эрстеда?

1) Взаимодействие двух параллельных проводников с током.

2) Взаимодействие двух магнитных стрелок

3) Поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока.

4) Возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в нее магнита.

А2. Как называют единицу измерения магнитной индукции?

1) Тесла. 2) Вебер. 3) Генри. 4) Ватт.

А3. Рамку, площадь которой равна S = 0,5 м², пронизывает однородное магнитное поле с индукцией В = 4 Тл под углом α = 30° к плоскости рамки. Чему равен магнитный поток, пронизывающий рамку? 1)1 Вб. 2)1,73Вб. 3)2,3Вб. 4)4Вб.

А4. Максимальная сила, действующая в однородном магнитном поле на проводник с током длиной 10 см, равна 0,02 Н. Сила тока равна 8А. Модуль вектора магнитной индукции этого поля равен

l) 0,25мТл 2) 25 мТл 3) 0,16 Тл 4) 1,6 Тл

А5. В магнитном поле с индукцией В = 4 Тл движется электрон со скоростью 10⁷ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы F, действующей на электрон со стороны магнитного поля?

1) 0,4∙10^-12 Н. 2) 6,4∙10^-12 Н. 3) 0,4∙10^-6 Н. 4) 6,4∙10^-6 Н.

А6. Как изменится период обращения заряженной частицы в циклотроне при увеличении ее скорости в 2 раза? Рассмотрите нерелятивистский случай.

1) Увеличится в 2 раза. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Увеличится в 16 раз. 4) Не изменится.

А7. В камере прибора создано магнитное поле, направленное так, как показано на рисунке (перпендикулярно плоскости рисунка к нам). В прибор влетают с одинаковыми скоростями разные частицы, являющиеся продуктами различных ядерных реакций (электроны е, позитроны +е, протоны р, нейтроны n, α -частицы гамма-кванты). Протон попадает на экран в точке 1)1 2)2 3)3 4)4 5)5

А8. Два первоначально покоящихся электрона ускоряются в электрическом поле: первый в поле с разностью потенциалов U, второй 4U.ускорившиеся электроны попадают в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны скорости движения электронов. Отношение радиусов кривизны траекторий второго и первого электронов в магнитном поле равно

1) 4 2) 2 3)1,41 4)16

Часть В

В1. Прямой проводник АВ (см. рис.) длиной 20 см и массой 5 г подвешен горизонтально на двух тонких легких нитях ОА и ОБ в однородном магнитном поле, вектор индукции которого имеет горизонтальное направление и перпендикулярен проводнику. Какой ток надо пропустить по проводнику, чтобы одна из нитей разорвалась? Индукция магнитного поля 0,5 Тл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,04 Н.

В2. Однородные магнитное и электрическое поля индукцией 1 мТл и напряженностью 0,5 кВ/м расположены взаимно перпендикулярно. С какой скоростью должен лететь электрон, чтобы двигаться в этих скрещенных полях равномерно и прямолинейно? Ответ представить в км/с.

Часть С

С1. Электрон, влетающий в однородное вертикальное магнитное поле со скоростью, проекции которой на горизонтальную и вертикальную оси соответственно равны υ_x=10⁷ м/с и υ_z=10⁵м/с, движется по спирали в магнитном поле с индукцией 0,2 мТл. Определить радиус витков спирали, период обращения электрона и шаг спирали. Отношение заряда электрона к его массе равно q/m=1,76∙10¹¹ Кл/кг.

Вариант 2

Часть А

А1. Что наблюдалось в опыте Ампера?

1) Взаимодействие двух параллельных проводников с током.

2) Взаимодействие двух магнитных стрелок.

3) Поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании через него тока.

4) Возникновение электрического тока в катушке при вдвигании в нее магнита.

А2. Как называется единица измерения магнитного потока?

1) Тесла. 2)Вебер. 3) Генри. 4) Ватт.

А3. Рамку, площадь которой равна S = 2 м², пронизывает магнитное поле с индукцией В=2 Тл под углом α = 60° к плоскости рамки. Чему равен магнитный поток, пронизывающий рамку?

1)2Вб. 2)3,46Вб. 3)4,6Вб. 4)8Вб.

А4. На проводник, расположенный в однородном магнитном поле под углом α = 30° к направлению линий магнитной индукции, действует сила F. Если увеличить этот угол в 3 раза, то на проводник будет действовать сила, равная

1) 0Н. 2) F/2 3) 2F 4) 3F

А5. В магнитном поле с индукцией В = 2 Тл движется электрон со скоростью 10⁶ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы F, действующей на электрон со стороны магнитного поля?

1) 0,8 ∙10^-25Н. 2) 3,2 ∙10^-25 Н. 3)0,8∙10^-13Н. 4) 3,2 ∙10^-13 Н.

А6. В камере прибора создано магнитное поле, направленное так, как показано на рисунке (перпендикулярно плоскости рисунка от нас). В прибор влетают с одинаковыми скоростями разные частицы, являющиеся продуктами различных ядерных реакций (электроны е, позитроны +е, протоны р, нейтроны n, α -частицы гамма-кванты). Электрон попадает на экран в точке 1)1 2)2 3)3 4)4 5)5

А7. Как изменится период обращения заряженной частицы в циклотроне при увеличении ее скорости в 4 раза? Рассмотрите нерелятивистский случай

1) Не изменится. 2) Увеличится в 4 раза. 3) Увеличится в 16 раз. 4) Увеличится в 2 раза.

А8. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, идущего по проводнику, равна 5А. какое перемещение совершит проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы равна 5мДж? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

l) 0,1мм 2) 0,1м 3) 0,01м 4) 10м

Часть В

В1. По горизонтально расположенному проводнику длиной 20 см и массой 4 г течет ток 10 А. Найдите индукцию однородного магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесила силу Ампера.

В2 Протон и α -частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Заряд α -частицы в 2 раза больше заряда протона, а ее масса в 4 раза больше. Энергии влетевших частиц одинаковые. Отношение радиуса окружностей, по которым будет двигаться α -частица, к радиусу окружностей протона равно…

Часть С

С1. Электрон, влетающий в однородное вертикальное магнитное поле со скоростью, проекции которой на горизонтальную и вертикальную оси соответственно равны υ_x=5∙10⁷ м/с и υ_z=7∙10⁵м/с, движется по спирали в магнитном поле с индукцией 1 мТл. Определить радиус витков спирали, период обращения электрона и шаг спирали. Отношение заряда электрона к его массе равно q/m=1,76∙10¹¹ Кл/кг.

4. Игра «Кто быстрее»

Группа разбивается на две команды. Команды получают вопросы, время ответа фиксируется с помощью шахматных часов. Выигрывает команда, набравшая большее число очков за меньшее время.

Вопросы

1. Ученик сфотографировал линии магнитного поля. Что неправильно на фотографии?

2. При погрузке подъемным электромагнитным краном стальных предметов очень часто они не отпадают от электромагнита после выключения тока в его обмотке. Что следует сделать, чтобы предметы отпали?

3. К середине стальной полосы поднесли магнитную стрелку. Стрелка притянулась к полосе. Можно ли утверждать, что стальная полоса намагничена?

4. Имеются две одинаковые стальные спицы, из которых одна намагничена. Как узнать, какая из спиц намагничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?

5. Можно ли изготовить полосовой магнит так, чтобы на концах его были одноименные полюсы?

6. К южному полюсу магнита притянулись две булавки. Почему их свободные

концы отталкиваются?

7. К северному полюсу прямого магнита притянулась цепочка гвоздиков. Что произойдет, если на этот магнит положить другой так, чтобы над северным полюсом оказался южный полюс?

8. К полюсам двух совершенно одинаковых магнитов притянулось по гвоздю. Однако если привести оба полюса в соприкосновение, гвозди сразу же отпадут. Почему?

9. Почему два параллельных проводника, по которым текут токи в одном направлении, притягиваются, а два параллельных электронных пучка отталкиваются?

10. Что произойдет, если к экрану монитора приблизить магнит?

11. Известно, что одноименные полюса магнита отталкиваются. Почему же магнитная стрелка компаса всегда указывает своим северным концом на северный полюс?

12. Мягкая спиральная пружина висит, погрузившись нижним концом на небольшую глубину в ртуть. Что произойдет после замыкания ключа?

Ответы к компьютерному тестированию

1 вариант.

С1. R=28,41см; Т=17,84∙10^-9с; h=1,78 мм

2 вариант.

С1. R=28,41см; Т=3,57∙10^-9с; h=2,50 мм