Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 55 - Bài tập về lực từ

Tiết 55 Ngày soạn: 27 / 02 / 2012 BÀI TẬP VỀ LỰC TỪ A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Ôn lại các quy tắc xác định: Chiều lực từ, chiều đường sức từ chiều lực Lorenxơ . 2. Kỹ năng Vận dụng được quy tắc bàn tay trái và vận dụng được công thức định luật. Xác định được momen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dạng hình tam giác. Xác định được chiều của lực Lorenxơ và công thức xác định độ lớn của lực Lorenxơ. 3. Thái độ Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Phương pháp thảo luận nhóm, vấn đáp. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Giáo án. Một số bài tập theo nội dung bài giảng. 2. Học sinh: Ôn tập theo hướng dẫn III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ:(5’) Độ từ thiên là gì? Độ từ khuynh là gì? Bão từ là gì? Bảo từ có ảnh hưởng đến các hoạt động của con người không? 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Vận dụng kiến thức về từ trường. Hôm nay chúng ta sẽ giải một số bài tập. b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (12’). Giải bài tập 1 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS đọc và tìm hiểu bài tập 1? Hs: Đọc, tìm hiểu bài. GV hướng dẫn + Quy tắc bàn tay trái? + Công thức tính độ lớn của lực từ? + Công thức trọng lượng? + Điều kiện để dây cân bằng? + Tìm mối lien hệ giữa các lực? + Tìm I? Hs: Thảo luận. Giải bài tập. Bài 1 Vì ^ I và có phương thẳng đứng nên: có phương ngang. Độ lớn của lực từ tác dụng lên dây CD: F = B.I.l Gọi: P là trọng lượng của dây. T là Lực căng của mỗi dây. Khi CD nằm cân bằng thì: Để dây không đứt thì T ≤ Fk nên: B2I2l2 + Þ Þ I2 ≤ 2,75 Vậy I ≤ Hoạt động 2 (12’). Giải bài tập 2 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS đọc và tìm hiểu bài tập 2? Hs: Đọc, tìm hiểu bài. GV hướng dẫn + Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. + Tính độ lớn của của lực từ. + Tính momen lực. + Tính diện tích của tam giác. Hs: Giải bài tập theo hướng dẫn của GV. Bài 2 Góc hợp bởi giữa dòng điện: + AB và là 1500. + CA và là 300. + BC và là 900. - Độ lớn lực từ tác dụng lên trung điểm các cạnh của khung dây là: FAB = I.B.a.sin1500 = I.B.a FCA = I.B.a.sin300 = I.B.a FBC = I.B.a.sin900 = I.B.a - Chiều của lực từ tác dụng lên trung điểm các cạnh của khung dây như hình vẽ - là tổng hợp của và thì: và tạo thành momen ngẫu lực tác dụng lên khung dây, lúc đó: M = FN . NH Mà: NH = AH = a Vậy : M = I.B.a. a = I.B. Mặt khác : = a = S Kết luận: Công thức tính momen ngẫu lực không chỉ đúng đối với hình chữ nhật mà vẫn đúng cho mọi khung dây phẳng bất kỳ. Hoạt động 3 (13’). Giải bài tập 3 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS đọc và tìm hiểu bài tập 2? Hs: Đọc, tìm hiểu bài. GV hướng dẫn + Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt electron? + Tính độ lớn của của lực Lonrenxơ? + Tính lực hướng tâm? + Tính công của lực điện? + Liên hệ giữa công của lực điện và độ biến thiên động năng? Hs: Thảo luận. Giải bài tập. Bài 3 a/ Quỹ đạo của e được biễu diễn như hình 36.5. b/ Vì nên : f = .v.B Ta có lực hướng tâm : Mặt khác lực Lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm nên: .v.B = (1) Trước khi tăng tốc, tốc độ của e rất nhỏ, nên ta có thể bỏ qua, do đó : A = Eđ2 – Eđ1 = Eđ2 = mv2 Û .U = mv2 Þ (2) Thay (2) vào (1) ta được: = 0,01 (m) 4. Củng cố: Củng cố trong quá trình giải bài tập. 5. Dặn dò :(1’) + BTVN : 2, 3, 4 + Xem và chuẩn bị trước bài thực hành: “Xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất”.