דף עבודה

להדמיה בנושא

תנועת מטען חשמלי בשדה מגנטי וחשמלי

שאול חמאווי

נווה חנה

מטרת העבודה:

·     להבין ולהתבונן בתנועות (המסובכות לדמיון)  של חלקיק טעון חשמלית הנע בשדות אלקטרומגנטיים .

·    הצבת  ערכים שונים (גודל וכיוון) עבור הוקטורים הבאים:

     השדה המגנטיB  , השדה החשמלי E ,  המהירות  V,  המיקום (X Y Z)

גורמת למסלולים שונים ומגוונים שבעזרת ההדמיה תוכל לראותם באופן ברור ומוחשי.

 

·   עליך יהיה להבין את הסיבות שגרמו לצורות המסלולים  המתקבלים בהדמיה .

המטלות:

הכנס לכתובת http://surendranath.tripod.com/Apps.html

בחר את  ההדמיה האחרונה בנושא מגנטיות (לקראת תחתית הדף):

 "Charge in Electric & Magnetic Fields"  

( ="תנועת חלקיק בשדה חשמלי ושדה מגנטי").

זה יביא אותך להדמיה הזאת:

http://surendranath.tripod.com/Applets/Electricity/MovChgEleMag/MovChgEleMagApplet.html

 

התרשם מהדמיה זו, שנה פרמטרים ,והפעל את ההדמיה על ידי כפתור start .

 

הנחיות לפעילות –

 

חלק א'  תנועת חלקיק טעון חשמלית בשדה  מגנטי (אין שדה חשמלי)

 

א. אפס את כל רכיבי השדה החשמלי      EX=EY=EZ=0

    קבע ערך עבור מקום התחלתי: Y=50   X=Z=0

    קבע ערך עבור מהירות :  VX=50    VY=VZ=0

    קבע ערך עבור  עוצמת שדה מגנטי:  BZ=1  BX=BY=0  

            1.    זהה את כיווני הכוח המגנטי ואת כיוון המהירות בחלון ההדמיה. רשום את כיווניהם. 

            2 .   הפעל את ההדמיה .

            3.    תאר את מסלול התנועה המתקבל והסבר מדוע התקבל המסלול הזה , העזר בנוסחאות .

            4.    מדוד את רדיוס המסלול (בעזרת המשבצות שבחלון ההדמיה),  

                   רשום את ערכו , השווה עם הערך התאורטי .

 

 

ב. שנה את VX    (בלבד)

  בצע פעולות 1-5

1.  זהה את כיווני הכוח המגנטי ואת כיוון המהירות בחלון ההדמיה. רשום את כיווניהם

 

 2 .   הפעל את ההדמיה .

 3.    תאר את מסלול התנועה המתקבל והסבר מדוע התקבל המסלול הזה , העזר בנוסחאות .

  4.    מדוד את רדיוס המסלול (בעזרת המשבצות שבחלון ההדמיה),  

         רשום את ערכו , השווה עם הערך התאורטי .

  1.    רשום מסקנה : כיצד משפיע גודל המהירות על צורת המסלול? .

 

 

ג. שנה את BZ     ( בלבד, הערכים  האחרים כמו בסעיף א' )

 

בצע פעולות 1-5

1.  זהה את כיווני הכוח המגנטי ואת כיוון המהירות בחלון ההדמיה. רשום את כיווניהם

 

 2 .   הפעל את ההדמיה .

 3.    תאר את מסלול התנועה המתקבל והסבר מדוע התקבל המסלול הזה , העזר בנוסחאות .

  4.    מדוד את רדיוס המסלול (בעזרת המשבצות שבחלון ההדמיה),  

         רשום את ערכו , השווה עם הערך התאורטי .

  1.    רשום מסקנה : כיצד משפיע גודל השדה המגנטי על צורת המסלול?

 

ד. קבע את BZ=BY=0  BX=1 (הערכים  האחרים כמו בסעיף א' )

      בצע פעולות 1-4

 

1.  זהה את כיווני הכוח המגנטי ואת כיוון המהירות בחלון ההדמיה. רשום את כיווניהם

 

 2 .   הפעל את ההדמיה .

 3.    האם המסלול מעגלי?  נמק מדוע.

  4.    רשום מסקנה כיצד משפיע כיוון השדה המגנטי על צורת המסלול.  

 

 

 

ה. קבע את הערכים ההתחלתיים שבסעיף א'  וקבע עבורּ VZ=15    VX=50   VY=0 

        בצע  את הפעולות 1-3

  1. זהה את כיווני הכוח מגנטי ואת כיוון המהירות בחלון ההדמיה. רשום את כיווניהם

 

 2 .   הפעל את ההדמיה .

              צורת המסלול הזו נקראת תנועה בורגית (ספירלית בלעז)

            מגדירים:    'מרחק פסיעה'  במסלול מעין זה : 

                             המרחק שהחלקיק עבר בציר Z כשהשלים מעגל אחד.

  1. מדוד מרחק זה , רשום ערכו , והשווה לערך התאורטי. 

 

לתרגיל סיכום לאתר נווה חנה

 

 

סיוע בתכנון ובעיצוב: ראובן ורבר