Hoạt động 1(10 phút): Kiểm tra bài cũ, điều kiện học tập - đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi, yêu cầu học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời.
1.Nêu định nghĩa Lực Lorentz?
2.Nêu đặc điểm của lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường.
3.Viết công thức tìm bán kính quỹ đạo của điện tích điểm chuyển động trong từ trường đều có phương vuông góc với các đường sức từ.
*Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm.
*Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu bài học.
*Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống, để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên.
1.Là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động;
2.+Điểm đặt: Tại điện tích đang xét;
+ Phương: Vuông góc với mp(v,B) + Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái.
+ Độ lớn: f = q vBsinα 3.R = qmvB
Hoạt động 2(30 phút): Giải một số bài tập cơ bản.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1:Một *Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên;
electron đang chuyển động với vận tốc v thì bay vào vùng từ trường đều có cảm ứng từ B theo phương hợp với đường cảm ứng từ một góc α . Xác định quỹ đạo của electron chuyển động trong từ trường đều trong hai trường hợp sau:
1. α = 0o; 2. α = 90o.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải;
*Giáo viên định hướng:
+Biểu thức tổng quát tính độ lớn lực Lorentz;
+Phương, chiều của lực Lorentz;
1.Khi α = 0o => ?
2. α = 90o =>?
*Vận dụng quy tắc bàn tay trái, chứng tỏ quỹ đạo của electron là đường tròn, và lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm.
*Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả hai trường hợp;
*Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm.
*Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các bài toán có dạng tương tự.
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Một electron chuyển động với vận tốc vo = 107m/s thì bay vào vùng từ trường đều theo hợp với vector cảm ứng từ Bmột góc α = 30o. Tính lực Lorentz tác dụng lên electron, biết độ lớn của cảm ứng từ là B = 1,2T.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải;
*Giáo viên định hướng:
*Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải theo định hướng của giáo viên;
*Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả theo yêu cầu của giáo viên.
Bài giải 1. Trường hợp: α = 0o;
Lực Lorentz tác dụng lên electron được xác định: F = eBvsinα = 0.
Vậy khi electron (hay điện tích nói chung) chuyển động dọc theo đường cảm ứng từ thì không chịu tác dụng của lực Lorentz. Nếu không có ngoại lực nào tác dụng thì hạt sẽ chuyển động thẳng đều.
2. Trường hợp: α = 90o;
Lực Lorentz tác dụng lên electron được xác định:
F = eBv (1)
Sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định hướng của lực Lorentz, ta thấyF⊥v nghĩa là luôn tiếp tuyến với quỹ đạo, do vậy quỹ đạo của hạt mang điện (trong trường hợp này là electron) là quỹ đạo tròn, và trạng thái chuyển động là trạng thái chuyển động tròn đều, và lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm.
Theo định luật II Newton: F = maht = m r v2
(2) Từ (1) và (2) ta suy ra: eBv = m
r v2
=> r = eB mv
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận phương pháp.
*Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải theo định hướng của giáo viên;
*Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả theo yêu cầu của giáo viên.
Bài giải
Độ lớn của lực Lorentz tác dụng lên electron:
F = evBsinα = 1,6.10-19.107.1,2.0,5 = 9,6.10-13N
+Biểu thức tổng quát tính độ lớn lực Lorentz;
+Phương, chiều của lực Lorentz;
+Thay các giá trị và tìm kết quả.
*Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Một hạt mang điện tích q = 4.10-10C chuyển động tròn đều trong từ trường đều với vận tốc v = 2.105m/s.
Biết mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với các đường cảm ứng từ, lực Lorentz tác dụng lên điện tích có độ lớn F = 4.10-5 N, tính độ lớn của cảm ứng từ B .
*Giáo viên định hướng:
+Biểu thức tổng quát tính độ lớn lực Lorentz;
+Phương, chiều của lực Lorentz;
+Thay các giá trị và tìm kết quả.
*Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 3: Một electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 2000V, sau đó bay vào vùng có từ trường đều theo phương vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết B = 10-3T.
1.Xác định bán kính quỹ đạo của electron;
2. Tìm chu kì chuyển động tròn đều của electron.
Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải;
*Giáo viên định hướng:
+Biểu thức tổng quát tính độ lớn lực Lorentz;
+Phương, chiều của lực Lorentz => quỹ đạo chuyển động của các electron;
+Tái hiện lại định lí động năng để tìm biểu thức tìm v
+vận dụng tìm biểu thức tính bán kính quỹ đạo.
*Mối liên hệ giữa vận tốc dài và chu kì quay trong chuyển động tròn đều?
*học sinh thực hiện theo trình tự dẫn dắt của giáo viên;
*Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải theo định hướng của giáo viên;
*Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả theo yêu cầu của giáo viên.
Bài giải
Độ lớn của lực Lorentz tác dụng lên điện tích q:
F = qvB => B = 10 5 5
10 . 2 . 10 . 4
10 . 4 qv
F
−
= − = 0,5T;
*học sinh thực hiện theo trình tự dẫn dắt của giáo viên;
*Học sinh chép đề bài tập theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải theo định hướng của giáo viên;
*Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả theo yêu cầu của giáo viên.
Bài giải 1. Tìm r =?
Chuyển động của electron là chuyển động tròn đều.
=> evB = m r v2
(1)
Theo định lí về độ biến thiên động năng:
2
1mv2 = eU(2)
Từ (1) và (2), ta suy ra: r = vB
U 2 .
Mặt khác từ (2), suy ra: v = m eU 2
=> T = ?
+Thay các giá trị và tìm kết quả.
*Giáo viên yêu cầu đại diện hai nhóm lên trình bày kết quả
*Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các bài toán liên quan đến Lực Lorentz
=> r = 19
31
3 1,6.10
2000 . 10 . 1 , 9 . . 2 10
1 e
mU 2 B 1
−
−
= −
≈ 15.10-2m = 15cm.
2. Tính chu kì chuyển động tròn đều của electron:
Từ công thức của chuyển động tròn đều: v = T 2πr.
Mặt khác ta có: r = eB mv
=> T = 19 3
31
10 . 10 . 6 , 1
10 . 1 , 9 . 14 , 3 . 2 eB
m 2
−
−
= −
π ≈ 3,37.10-8s
Hoạt động 3 (5 phút): Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các kiến thức, công thức đã gặp trong tiết học;
*Giáo viên nêu yêu cầu cho tiết học tiếp theo.
*Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học;
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập