Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ \(B = 0,2\,\,T\) với vận tốc ban đầu \({v_0} = {2.10^5}\,\,m/s\) theo phương song song với véc tơ cảm ứng từ. Lực Lorenxơ tác dụng vào electron có độ lớn là
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron là:
\({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha = \left| { - 1,{{6.10}^{ - 19}}} \right|{.2.10^5}.0,2.sin{0^0} = 0\,\,\left( N \right)\)
Phương của lực Lo-ren-xơ:
Lực Lo-re-xơ có phương vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ
Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc \({v_1} = 1,{8.10^6}\,\,m/s\) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị \({2.10^{ - 6\,}}\,N\), nếu hạt chuyển động với vận tốc \({v_2} = {9.10^6}\,\,m/s\) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị là
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích là:
\({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha = \left| q \right|vB\sin {90^0} = \left| q \right|vB \Rightarrow {f_L} \sim v\)
Ta có: \(\dfrac{{{f_2}}}{{{f_1}}} = \dfrac{{{v_2}}}{{{v_1}}} \Rightarrow {f_2} = {f_1}.\dfrac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = {2.10^{ - 6}}.\dfrac{{{{9.10}^6}}}{{1,{{8.10}^6}}} = 1,{0.10^{ - 5}}\,\,\left( N \right)\)
Một điện tích chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực Lo-ren-xơ, khi vận tốc của điện tích và độ lớn cảm ứng từ cùng tăng 2 lần thì bán kính quỹ đạo của điện tích
Bán kính quỹ đạo của điện tích là: \(R = \dfrac{{mv}}{{\left| q \right|B}}\)
Khi vận tốc của điện tích và độ lớn cảm ứng từ cùng tăng \(2\) lần, bán kính quỹ đạo của điện tích là:
\(R' = \dfrac{{mv'}}{{\left| q \right|B'}} = \dfrac{{m.2v}}{{\left| q \right|.2B}} = \dfrac{{mv}}{{\left| q \right|B}} = R\)
Lực Lo – ren – xơ là
Lực Lo – ren – xơ là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.
Công thức tính lực Lorenxơ tác dụng lên một điện tích chuyển động vào điện trường theo phương vuông góc với vectơ cảm ứng từ
Lực Lorenxơ tác dụng lên một điện tích chuyển động trong điện trường là: \({f_L} = qvB\)
Một điện tích 1µC bay với vận tốc 104 m/s xiên góc 300 so với các đường sức từ vào một từ trường đều có độ lớn 0,5T. Độ lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích là
Áp dụng công thức tính lực Lorenxo :
\(f = q.v.B.\sin \alpha = {1.10^{ - 6}}{.10^4}.0,5.\sin {30^0} = 0,{25.10^{ - 2}}N = 2,5mN\)
Một hạt mang điện tích \({2.10^{ - 8}}\,\,C\) chuyển động với tốc độ 400 m/s trong một từ trường đều theo hướng vuông góc với đường sức từ. Biết cảm ứng từ của từ trường có độ lớn 0,025 T. Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích có độ lớn là
Độ lớn của lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích là:
\(F = \left| q \right|vB\sin \alpha = \left| {{{2.10}^{ - 8}}} \right|.400.0,025.sin{90^0} = {2.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\)
Một hạt proton chuyển động với vận tốc \({2.10^6}\,\,m/s\) vào vùng không gian có từ trường đều \(B = 0,02\,\,\left( T \right)\) theo hướng hợp với véc-tơ cảm ứng từ một góc \({30^0}\). Biết điện tích của hạt proton là \(1,{6.10^{ - 19}}\,\,\left( C \right)\). Lực Lorenxo tác dụng lên proton là
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên proton là:
\({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha = 1,{6.10^{ - 19}}{.2.10^6}.0,02.\sin {30^0} = 3,{2.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\)
Một hạt mang điện chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) vào trong từ trường theo phương song song với đường sức từ thì:
Ta có: hạt mang điện chuyển động theo phương song song với đường sức từ => lực lorenxơ \(f = 0\)
=> Hạt không chịu tác dụng của lực lorenxơ => vận tốc và hướng chuyển động của hạt không thay đổi
Một electron chuyển động tròn trong từ trường đều, lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron có đặc điểm:
Ta có: Khi lực Lorenxơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động tròn trong từ trường, lực này luôn hướng về tâm của quỹ đạo
=> Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron luôn hướng vào tâm quỹ đạo
Trong hình vẽ sau hình nào chỉ sai hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của \(\overrightarrow v \). Chiều của \(f\) cùng chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q < 0.
Ta suy ra,
A, B, D – đúng
C – sai: Lực Lo-ren-xơ ở phương án C có chiều như hình vẽ
Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của \(\overrightarrow v \). Chiều của \(f\) cùng chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q < 0.
A – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình:
B – đúng
C – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình:
D – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình:
Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:
* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của \(\overrightarrow v \). Chiều của \(f\) cùng chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q < 0.
A – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình vẽ:
B – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình vẽ:
C – sai: Lực Lo-ren-xơ có chiều như hình vẽ:
D- đúng
Trong hình vẽ sau hình nào chỉ sai hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra phương án B sai, lực Lo-ren-xơ ở phương án B có chiều như hình vẽ:
Trong hình vẽ sau hình nào chỉ sai hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra phương án A sai, lực Lo-ren-xơ ở phương án A có chiều như hình vẽ:
Một hạt mang điện \(3,{2.10^{ - 19}}C\) bay vào trong từ trường đều có \(B = 0,5T\) hợp với hướng của đường sức từ một góc \({30^0}\). Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có độ lớn \({8.10^{ - 14}}N\). Vận tốc của hạt đó khi bắt đầu vào trong từ trường là bao nhiêu?
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện là: \(f = \left| q \right|vB\sin \alpha \)
=> Vận tốc của hạt mang điện khi bắt đầu vào trong từ trường là: \(v = \dfrac{f}{{\left| q \right|B\sin \alpha }} = \dfrac{{{{8.10}^{ - 14}}}}{{3,{{2.10}^{ - 19}}.0,5.\sin {{30}^0}}} = {10^6}m/s\)
Phương của lực Lorenxơ
Lực Lorenxơ \((f)\) do từ trường có cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) tác dụng lên một hạt điện tích q chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) có:
- Phương: Vuông góc với \(\overrightarrow v \) và \(\overrightarrow B \)
- Chiều: xác định bằng quy tắc bàn tay trái:
* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của \(\overrightarrow v \). Chiều của \(f\) cùng chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q < 0.
Một hạt mang điện tích 4.10-8 C chuyển động với tốc độ 400 m/s trong một từ trường đều theo hướng vuông góc với đường sức từ. Biết cảm ứng từ của từ trường có độ lớn 0,025 T. Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích có độ lớn là
Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích là:
\({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha = {4.10^{ - 8}}.400.0,025.\sin {90^0} = {4.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\)
Lực Lorenxơ là:
Lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên mọi hạt mang điện chuyển động trong từ trường
