Giải bài 22 vật lí 11: Lực Lo-ren-xo
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
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)
Vậy công thức của lực Lo-ren-xo là: f = q0.v.B.
Lực lo-ren-xo do từ trường có cảm ứng từ
- 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 =
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
Phương trình chuyển động của hạt:
Lực lo-ren-xo đóng vai trò là lực hướng tâm, nên ta có:
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
Kiến thức thú vị
Câu 1: SGK trang 138:
Lực Lo-ren-xơ là gì? Viết công thức của lực Lo-ren-xơ.
Câu 2: SGK trang 138:
Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho lực Lo-ren-xơ.
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.
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
A. hướng chuyển động thay đổi.
B. độ lớn vận tốc thay đổi.
C. động năng thay đổi.
D. chuyển động không thay đổi.
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.
Câu 6: SGK trang 138:
So sánh lực điện và lực Lo-ren-xơ cùng tác dụng lên một điện tích.
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.
Câu 8*: SGK trang 138:
Trong một từ trường đều có
Xem thêm bài viết khác
- Phát biểu định nghĩa đường sức từ.
- Dòng điện Fu-cô là gì?
- Hãy xét các trường hợp khác nhau và thiết lập hệ thức: d2 = l d'1. Xét trường hợp l = 0 sgk Vật lí 11 trang 193
- Tại sao khi điều chỉnh kính thiên văn, ta không phải dời toàn bộ kính như kính hiển vi ? sgk Vật lí 11 trang 214
- Giải bài 13 vật lí 11: Dòng điện trong kim loại
- Suất điện động của một pin là 1,5 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển điện tích +2 C từ cực âm tới cực dương bên trong nguồn điện.
- Vì sao điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng?
- Cường độ dòng điện được xác định bằng công thức nào?
- Giải câu 3 bài 29: Thấu kính mỏng sgk Vật lí 11 trang 189
- Giải bài 7 vật lí 11: Dòng điện không đổi. Nguồn điện
- Trong các trường hợp nào dưới đây, ta không có một tụ điên?
- Một electron được thả không vận tốc ban đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều ở giữa hai bàn kim loại phẳng, điện tích trái dấu.