Chương 5. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI HỌC CHƯƠNG 4. TỪ TRƯỜNG, VẬT LÝ 11 NÂNG CAO
5.2. Thiết kế giáo án một số bài học trong chương 4 Từ trường
5.2.4. Bài 32: Lực Lo-ren-xơ
Bài 32. LỰC LO-REN-XƠ I. Mục tiêu
1. Kiến thức
-Trình bày được phương của lực Lo-ren-xơ, quy tắc xác định chiều của lực Lo-ren-xơ, công thức xác định độ lớn của lực Lo-ren-xơ.
-Trình bày được nguyên tắc lái tia điện tử (electron) bằng từ trường.
2.Kĩ năng
-Xác định được độ lớn, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích chuyển động với vận tốc 𝑣 trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều.
II. Chuẩn bị 1.Giáo viên
-Bộ TN về chuyển động của electron trong từ trường, (đoạn phim TN chuyển động của electron trong từ trường hay TN chứng minh trên máy tính).
Phiếu học tập
P1. Phát biểu nào sau đây là sai?
Lực Lo-ren-xơ.
A. Vuông góc với từ trường.
B. Vuông góc với vận tốc.
C. Không phụ thuộc vào hướng của từ trường.
D. Không phụ thuộc vào dấu của điện tích.
P2. Phát biểu nào sau đây là đúng?
Hạt electron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường đều 𝐵 thì A. Hướng chuyển động thay đổi.
B. Độ lớn của vận tốc thay đổi.
C. Động năng thay đổi.
D. Chuyển động không thay đổi.
P3. Một electron bay theo quỹ đạo tròn bán kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều. Khi độ lớn vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo là bao nhiêu?
A. 𝑅
2 B. R C. 2R D. 4R
P4. Chọn câu đúng.
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động tròn trong một từ trường A. Luôn hướng về tâm quỹ đạo.
B. Luôn hướng tiếp tuyến với quỹ đạo.
C. Chỉ hướng vào tâm khi q>0.
D. Chưa kết luận được gì vì còn phụ thuộc vào hướng của 𝐵 . Đáp án phiếu học tập: P1(C); P2 (D); P3 (C); P4 (A).
2.Học sinh
-Ôn lại bài cũ và chuẩn bị bài mới trước ở nhà.
III. Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức bài học
Thí nghiệm (Hình 32.1a)
Lực Lo-ren-xơ -Định nghĩa.
-Phương của lực Lo-ren-xơ.
-Chiều của lực Lo-ren-xơ.
-Độ lớn của lực Lo-ren-xơ. 𝑓 = 𝑞 𝑣𝐵𝑠𝑖𝑛𝛼
Ứng dụng của lực Lo-ren-xơ.
Sự lái chùm tia electron.
Máy thu hình.
Hệ quả và TNKT:
Hệ quả: chiều chuyển động của electron trong kim loại ngược chiều DĐ nên lực Lo- ren- xơ cùng chiều lực từ.
TNKT: treo đoạn dây dẫn trong từ trường NC chữ U đặt nằm ngang.
Các cơ hội góp phần kích thích hứng thú học tập của học sinh:
-Cơ hội 1: Phân biệt được lực Lo-ren-xơ với lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện (lực Am-pe). Thể hiện sự giáo dục kích thích hứng thú học tập của HS.
-Cơ hội 2: Quan sát quỹ đạo của electron ⇒ phương của lực Lo-ren-xơ. Đây là sự giáo dục kích thích hứng thú học tập của HS.
-Cơ hội 3: Biết lực Lo-ren-xơ là lực tác dụng lên đoạn dòng điện ⇒ chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều của dòng điện, được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Đây là thể hiện sự giáo dục kích thích hứng thú học tập của HS.
IV. Tổ chức hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Ổn định lớp, giới thiệu bài mới
Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
Trong tự nhiên, ở những miền có vĩ độ lớn xuất hiện một “màn sáng” huyền ảo ở trên cao tới vài trăm kilômét, đó chính là hiện tượng cực quang. Nguyên nhân chính là do lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện. Vậy lực Lo-ren-xơ là gì?
Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài học hôm nay:
Bài 32. LỰC LO-REN-XƠ Hoạt động 2: Tìm hiểu TN chuyển động của electron trong từ trường
Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
Chú ý GV trình bày tiến hành TN như hình vẽ SGK trang 256
Trình bày tiến hành TN như hình vẽ SGK trang 256.
Khi cho dòng điện chạy qua vòng dây Hem-hôn và qua sợi dây đốt bên trong trong bình thủy tinh Trong bình xuất hiện một vòng tròn sáng màu xanh nằm trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ của vòng dây Hem-hôn.
Do tác dụng nhiệt của dây đốt làm
Electron không chuyển động thẳng mà chuyển động tròn.
Từ trường tác dụng lực lên các electron đang chuyển động.
phân tử khí làm phát quang.
Từ trường xuất hiện vòng tròn màu xanh lục, các em cho biết kết luận gì về quỹ đạo chuyển động của các electron?
Điều này chứng tỏ từ trường của dây Hem-hôn có ảnh hưởng gì với chuyển động của electron.
Kết luận
Hoạt động 3: Xác định phương, chiều, độ lớn của lực Lo-ren-xơ
Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
S: 𝐹 = 𝐼. 𝐵. 𝑙. 𝑠𝑖𝑛𝛼
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
Lo-ren-xơ chỉ tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động trong từ trường.
Quỹ đạo của electron nằm trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ chứng tỏ phương của lực Lo-ren-xơ
Nhắc lại công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn?
Nhắc lại định nghĩa dòng điện là gì?
Do đoạn dây gồm nhiều hạt mang điện mà lực từ tác dụng lên đoạn dây Lực từ tác dụng lên các hạt mang điện
Lực Lo-ren-xơ.
Cho biết lực Lo-ren-xơ chỉ tác dụng lên các hạt mang điện như thế nào?
Cần phân biệt lực Lo-ren-xơ với lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện (gọi là lực Ampe)
a) Phương của lực Lo-ren-xơ Trở lại thí nghiệm các em chú ý 3 điều sau đây:
+ Vòng dây Hem-hôn đặt nằm ngangCác đường sức từ là những đường thẳng đứng.
?
?
?
?
Quỹ đạo là đường tròn chứng tỏ phương của lực Lo-ren-xơ vuông góc với vectơ vận tốc của electron.
Chiều của lực Lo-ren-xơ được xác định như chiều dòng điện, nghĩa là dựa vào quy tắc bàn tay trái.
mặt quỹ đạo đặt nằm ngang và vuông góc với từ trường. Chứng tỏ điều gì?
+ Quỹ đạo của electron là đường tròn.
Do lực Lo-ren-xơ là nguyên nhân gây ra lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.
Chiều lực Lo-ren-xơ như chiều của lực từ. Vậy em cho biết chiều của lực Lo-ren-xơ được xác định như thế nào?
Các em cần chú ý, đối với lực Lo- ren-xơ cần phân biệt chiều của lực từ tác dụng lên hạt mang điện dương và lên hạt mang điện âm.
Hoạt động 4:Tìm hiểu ứng dụng của lực Lo-ren-xơ
Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
Theo dõi GV trình bày và nghiên cứu thêm trong SGK.
Trình bày về sự lái tia điện tử trong ống phóng điện tử cho HS (so sánh vói lái tia điện tử bằng điện trường).
Hoạt động 5: Củng cố và bài tập về nhà
Hoạt động của HS Hướng dẫn của GV
Trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của GV.
Làm theo yêu cầu của GV.
Ghi bài tập về nhà.
Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài, câu 1,2 phần bài tập.
Giao bài tập về nhà: trả lời được các câu hỏi 1,2,3,4/160; làm các bài tập 3,4/161.
Rút kinh nghiệm
………
………
………
?