Giải bài 22 vật lí 11: Lực Lo-ren-xo

  • 1 Đánh giá

Ở các bài học trước, chúng ta đã tìm hiểu lực tác dụng lên phần tử dòng điện, vậy lực tác dụng lên một điện tích chuyển động gọi là gì? KhoaHoc xin gửi tới bạn đọc nội dung bài 22 SGK Vật lí 11. Chúc các bạn học tập tốt!

A. Lý thuyết

I. Lực Lo-ren-xo

Lực Lo-re-xơ: là lực từ tác dụng lên các điện tích chuyển động trong từ trường.

Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện $I.\overrightarrow{l}$ có phương vuông góc với $\overrightarrow{B}$ và $\overrightarrow{l}$, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn được xác định bởi công thức: $F = I.l.B.\sin \alpha $. Giả thiết là từ trường đều.

Giả sử phần tử mang điện chứa N hạt điện tích thì lực lo-ren-xo là:

.

Gọi n0 là mật độ hạt điện tích trong dây dẫn, S là tiết diện dây dẫn thì:

N = n­0.S.l (S.l là thể tích dây dẫn).

I = q0.(S.v.n0)

$\frac{I.l}{N} = q_{0}.v$

Vậy công thức của lực Lo-ren-xo là: f = q0.v.B. .

Lực lo-ren-xo do từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên một hạt tích điện q0 chuyển động với vân tốc :

  • Có phương vuông góc với và $\overrightarrow{B}$;
  • Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của khi q0 > 0 và ngược chiều khi q0 < 0. Lúc đó, chiều của lực lo-ren-xo là chiều ngón tay cái choãi ra;
  • Có độ lớn: f = q0.v.B. .
  • là góc tạo bởi $\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{B}$.

II. Chuyển động của hạt tích điện trong từ trường đều

1. Công suất tức thời của lực Lo-ren-xo

Công suất tức thời của lực lo-ren-xo (lực duy nhất tác dụng lên điện tích) tác dụng lên một điện tích q có khối lượng m là:

P = .$\overrightarrow{v}$ = 0.

độ lớn vận tốc của hạt không đổi, hạt chuyển động đều.

2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

Xét điện tích q, khối lượng m chuyển động trong một từ trường đều với vecto vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường.

Phương trình chuyển động của hạt: .

Lực lo-ren-xo đóng vai trò là lực hướng tâm, nên ta có:

, với R là bán kính cong quỹ đạo.

Vì R không đổi nên quỹ đạo chuyển động của một điện tích là một đường tròn.

Kết quả: Quỹ đạo của một hạt tích điện chuyển động trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính cho bởi công thức: .

Ứng dụng của lực Lo-ren-xo: đo điện từ, ống phóng điện tử truyền hình, máy gia tốc, khối phổ kế,...

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1: SGK trang 138:

Lực Lo-ren-xơ là gì? Viết công thức của lực Lo-ren-xơ.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: SGK trang 138:

Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho lực Lo-ren-xơ.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 3: SGK trang 138:

Phát biểu nào dưới 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. phụ thuộc vào dấu của điện tích.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 4: SGK trang 138:

Phát biểu nào sau đây là đúng?

Hạt electron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường thì

A. hướng chuyển động thay đổi.

B. độ lớn vận tốc thay đổi.

C. động năng thay đổi.

D. chuyển động không thay đổi.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 5: SGK trang 138:

Một ion bay theo quỹ đạo tròn bán kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức 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.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 6: SGK trang 138:

So sánh lực điện và lực Lo-ren-xơ cùng tác dụng lên một điện tích.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 7: SGK trang 138:

Hạt proton chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5 m dưới tác dụng của một từ trường đều B = 10-2 T. Xác định:

a. tốc độ của proton.

b. chu kì chuyển động của proton. Cho mp = 1,672.10-27 kg.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 8*: SGK trang 138:

Trong một từ trường đều có thẳng đứng, cho một dòng các ion bắt đầu đi vào từ trường từ điểm A và đi ra tại điểm C, sao cho AC là $\frac{1}{2}$ đường tròn trong mặt phẳng nằm ngang. Các ion có cùng điện tích, cùng vận tốc đầu. Cho biết khoảng cách AC giữa điểm đi vào và điểm đi ra đối với ion C2H5O+ là 22,5 cm, xác định khoảng cách AC đổi với các ion C2H5OH+; C2H5+; OH+; CH2OH+; CH3+; CH2+.

=> Xem hướng dẫn giải

=> Trắc nghiệm vật lý 11 bài 22: : Lực Lo-ren-xo


  • lượt xem
Chủ đề liên quan