Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: EU peníze středním školám Gymnázium a Střední odborná škola, Podbořany, příspěvková organizace Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Elektřina a magnetismus Ověření ve výuce Třída: SeptimaDatum: DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu ISSN Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

TÉMA: Stacionární magnetické pole PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: částice, náboj, magnetické pole JMÉNO AUTORA: Ing. Jiří Truhlář

Metodický pokyn: -určeno pro výuku fyziky na SŠ (dle zařazení v ŠVP) - zahrnuje: 1. výklad učiva 2. cvičení – příklady 3. obrazová část

Stacionární magnetické pole

Pravidlo pravé ruky pro cívku Pravou ruku položíme na cívku (závit) tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky. Palec ukazuje orientaci magnetických indukčních čar v dutině cívky.

Částice s nábojem v magnetickém poli Na částici s nábojem, která se pohybuje v magnetickém poli, působí magnetická síla F m, která je v každém okamžiku kolmá k magnetické indukci B i k rychlosti částice v.

Částice s nábojem v magnetickém poli se pohybuje po kružnicové trajektorii.

Lorentzova síla Jestliže se částice s nábojem pohybuje současně v elektrickém a v magnetickém poli, působí na ni jak síla elektrická F e, tak síla magnetická F m. Výslednicí obou těchto sil je Lorentzova síla.

Podle chování látek v magnet. poli rozdělujeme látky do tří základních skupin: 1) látky diamagnetické –  r nepatrně menší než 1 (mírně zeslabují magnetické pole) 2) látky paramagnetické –  r nepatrně větší než 1 (mírně zesilují magnetické pole) Atomy paramagnetických látek mají vlastní magnetické pole. 3) látky feromagnetické –  r má velkou hodnotu (102–105) (značně zesilují magnetické pole) – feromagnetické látky – ferity (sloučeniny oxidů železa s oxidy jiných prvků)

1) Elektron se pohybuje ve vakuu rychlostí o velikosti 2 × 10 4 km × s –1 v homogenním magnetickém poli o magnetické indukci 5 × 10 –3 T. Směr rychlosti je kolmý na směr indukčních čar. Určete poloměr kružnicové trajektorie elektronu. 2) Do homogenního magnetického pole o magnetické indukci 5 mT vlétl kolmo k indukčním čárám elektron s kinetickou energií 300 eV. Určete poloměr kružnicové trajektorie elektronu.

1) v = 10 4 km × s –1 = 10 7 m × s –1, B = 5 × 10 –3 T; r = ? Při pohybu elektronu po kružnicové trajektorii je magnetická síla F m = Bev silou dostředivou F d = mv 2 /r: 2) B = 5 mT = 5 × 10 –3 T, E k = 300 eV = 3,0 × 10 2 × 1,6 × 10 –19 J = 4,8 × 10 –17 J; r = ?

3) V homogenním magnetickém poli o magnetické indukci 0,25 T se kolmo k indukčním čárám pohybuje rychlostí 0,5 m × s –1 přímý vodič délky 1,2 m. Určete velikost indukovaného napětí na koncích vodiče. 4) Elektron se začal pohybovat z klidu a po průchodu rozdílem potenciálů 55 V vlétl kolmo k indukčním čárám do homogenního magnetického pole o magnetické indukci 5 mT. V magnetickém poli se elektron pohyboval po kružnicové trajektorii o poloměru 0,5 cm. Určete hmotnost elektronu.

3) B = 0,5 T, v = 0,5 m/s, l = 1,2 m; U i = ? 4) ∆U = 55 V, B = 5 mT = 5 × 10 –3 T, r = 0,5 cm = 5 × 10 –3 m; m e = ?

Obr. 1 Magnetické pole

Obr. 2 Kružnicová trajektorie

ZDROJE: Obr. 1: Roubickova. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:.. Obr. 2: KOCOVSKA. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:..