Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt tích điện. Vậy khi hạt tích điện chuyển động trong từ trường thì hạt ấy có chịu tác dụng của lực từ không?
Để biết được điều đó, chúng ta hãy cùng học bài mới nhé. Mời các em cùng theo dõi nội dung bài giảng- "Bài 22: Lực Lo-ren-xơ" để tìm ra câu trả lời nhé!
Mọi hạt mang điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ.
Xác định lực Lo-ren-xơ
Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) tác dụng lên một hạt điện tích \({q_0}\) chuyển động với vận tốc \(\mathop v\limits^ \to \):
\(f = {q_0}vBsin\alpha {\rm{ }}\)
Có phương vuông góc với \(\mathop v\limits^ \to \) và \(\mathop B\limits^ \to \);
Có chiều theo qui 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 \(\mathop v\limits^ \to \) khi \({q_0} > 0\) và ngược chiều \(\mathop v\limits^ \to \) khi \({q_0} < 0\). Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra
Có độ lớn: \(f = \left| {{q_0}} \right|vBsin\alpha \)
Khi hạt điện tích \({q_0}\) khối lượng m bay vào trong từ trường với vận tốc \(\mathop v\limits^ \to \) mà chỉ chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ \(\mathop f\limits^ \to \) thì \(\mathop f\limits^ \to \) luôn luôn vuông góc với \(\mathop v\limits^ \to \) nên \(\mathop f\limits^ \to \) không sinh công, động năng của hạt được bảo toàn nghĩa là độ lớn vận tốc ca hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều.
Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẵng trong mặt phẵng vuông góc với từ trường.
Trong mặt phẵng đó lực Lo-ren-xơ \(\mathop f\limits^ \to \) luôn vuông góc với vận tốc \(\mathop v\limits^ \to \), nghĩa là đóng vai trò lực hướng tâm:
\(f = \frac{{m{v^2}}}{R} = \left| {{q_0}} \right|vB\)
Kết luận: Quỹ đạo của một hạt điện tích trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẵng vuông góc với từ trường, có bán kính
\(R = \frac{{mv}}{{|{q_0}|B}}\)
So sánh lực điện và lực Lo-ren-xơ cùng tác dụng lên một điện tích.
So sánh:
Lực điện tác dụng lên hạt mang điện khi hạt mang điện đó ở trong điện trường, bất luận là nó đang đứng yên hay chuyển động; trong khi đó lực Lo-ren-xơ là lực do từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường đó mà thôi.
Lực điện luôn cùng phương với đường sức điện trường, còn lực Lo- ren-xơ luôn vuông góc với đường sức từ trường.
Biểu thức xác định điện và lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích cũng hoàn toàn khác nhau.
Khi cho hạt prôtôn có khối lượng \(m_p = 1,672.10^{-27} kg\) 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 prôtôn.
b) chu kì chuyển động của prôtôn.
Câu a:
Từ công thức tính toán bán kính chuyển động \(R=\frac{mv}{\left | q_{0} \right |B}\Rightarrow v=\frac{\left | q_{0} \right |BR}{m}\)
Thay số \(v=\frac{1,6.10^{-19}.10^{-2}.5}{1,672.10^{-27}}= 4,784.10^6 m/s^2.\)
Câu b:
Chu kì chuyển động tròn: \(T=\frac{2\pi R}{v}= 6,6.10^6 s\) .
Biết khi bắn một electron với vận tốc \(v = {2.10^5}m/s\) vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức của điện trường . Cường độ điện trường \(E = {10^4}V/m\) . Để electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường . Tính độ lớn vecto cảm ứng từ của từ trường.
Electron chuyển động thẳng đều thì : \({\vec F_d} + {\vec F_t} = 0\, \to \,{\vec F_d} = - {\vec F_t}\)
q < 0 → \({\vec F_d}\) và \({\vec F_t}\) ngược chiều .
Áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của \(\vec B\)
Về độ lớn : \(evB{\rm{ }} = \left| e \right|E \to B = {5.10^{ - 2}}T\)
Qua bài giảng Lực Lo-ren-xơ này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được lực Lo-ren-xơ là gì và nêu được các đặc trưng về phương, chiều và viết được công thức tính lực Lo-ren-xơ.
Nêu được các đặc trưng cơ bản của chuyển động của hạt mang điện tích trong từ trường đều; viết được công thức tính bán kín vòng tròn quỹ đạo.
Vận dụng được các bài tập về vật mang điện chuyển động trong từ trường
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 11 Bài 22 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Biết khi bắn một electron với vận tốc \(v = {2.10^5}m/s\) vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức của điện trường . Cường độ điện trường \(E = {10^4}V/m\) . Để electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường . Tính độ lớn vecto cảm ứng từ của từ trường.
Một ion theo quỹ đạo tròn bán kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ trường đều. Khi độ lớn vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo là bao nhiêu?
Cho hạt prôtôn có khối lượng \(m_p = 1,672.10^{-27} kg\) chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5 m dưới tác dụng của một từ trường đều \(B = 10^{-2} T\).Tính chu kì chuyển động của prôtôn.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 11 Bài 22để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 2 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 3 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 4 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 5 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 6 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 7 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 8 trang 138 SGK Vật lý 11
Bài tập 1 trang 160 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 2 trang 161 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 3 trang 161 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 4 trang 161 SGK Vật lý 11 nâng cao
Bài tập 22.1 trang 54 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.2 trang 54 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.3 trang 54 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.4 trang 54 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.5 trang 55 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.6 trang 55 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.7 trang 55 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.8 trang 55 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.9 trang 56 SBT Vật lý 11
Bài tập 22.10* trang 56 SBT Vật lý 11
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 11 DapAnHay
Biết khi bắn một electron với vận tốc \(v = {2.10^5}m/s\) vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức của điện trường . Cường độ điện trường \(E = {10^4}V/m\) . Để electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường . Tính độ lớn vecto cảm ứng từ của từ trường.
Một ion theo quỹ đạo tròn bán kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ trường đều. Khi độ lớn vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo là bao nhiêu?
Cho hạt prôtôn có khối lượng \(m_p = 1,672.10^{-27} kg\) chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5 m dưới tác dụng của một từ trường đều \(B = 10^{-2} T\).Tính chu kì chuyển động của prôtôn.
Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường thì
Phát biểu nào sau đây là khi nói về lực Lo-ren-xơ:
Một electron ( điện tích –e= -11,6.10-19 C) bay vào trong một điện trường đều theo hướng hợp với hướng của từ trường góc 300. Cảm ứng từ của từ trường B=0,8T. Biết lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron có độ lớn f=48.10-5N. Vận tóc của electron có độ lớn là
Một electron ( điện tích –e) và một hạt nhân heli ( điện tích +2e) chuyển động trong từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức từ , vận tốc của hạt electron lớn hơn vận tốc của hạt heli 6.105m/s. Biết tỉ số độ lớn của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt electron và hạt heli là: Fe : FHe=4:3. Vận tốc của hạt electron có độ lớn là
Có 4 hạt lần lượt là electron ( điện tích –e; khối lượng me). proton ( điện tích +e; khối lượng mp=1.836me), notron ( không mang điện, khối lượng mn=mp) và hạt nhân heli ( điện tích +2e, khối lượng mHe=4mp bay qua một vùng có từ trường đều với cùng một vận tốc theo phương vuông góc với các đường sức từ. Giả thiết chỉ có lực Lo-ren-xơ tác dụng lên các hạt. Sau cùng một thời gian, hạt bị lệch khỏi phương ban đầu nhiều nhất là
Một electron được bắn vào trong một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức của từ trường. Quỹ đạo của electron trong từ trường là
Khi một electron được bắn vào một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức của từ trường. Đại lượng của electron không thay đổi theo thời gian là
Prôtôn và êlectron có cùng vận tốc và bay vào trong một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức từ. Prôtôn có điện tích 1,6.10-19 C và khối lượng 1,672.10-27 kg ; êlectron có điện tích -1,6.10-19 C và khối lượn; 9,1.10-31 kg. Hỏi bán kính quỹ đạo tròn của prôtôn lớn hơn bao nhiêu lầi bán kính quỹ đạo tròn của êlectron khi các hạt điện tích này chuyển động trong từ trường đều dưới tác dụng của lục Lo-ren-xơ ?
Hạt điện tích q = 1,0.10-6 C chuyển động với vận tốc 500 m/s dọc theo một đường thẳng song song với một dây dẫn thẳng dài vô hạn, cách dây dãn này một khoảng 100 mm. Trong dây dẫn có dòng điện cường độ 2,0 A chạy theo chiều chuyển động của hạt điện tích. Xác định hướng và độ lớn của lực từ tác dụng lên hạt điện tích.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
+ Mặt khác, vật chuyển động thẳng đều khi tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng 0
ta suy ra: \(\overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}} + \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow P + \overrightarrow Q = \overrightarrow 0 \) (1)
Chiếu (1) ta được:
\(Q = P\)\({F_{12}} = {F_{m{\rm{s}}}}\)
Ta có, \({F_1} = {F_2} = F \to {F_{12}} = 2Fc{\rm{os}}\frac{\alpha }{2}\)
Ta suy ra: \({F_{m{\rm{s}}}} = 2Fc{\rm{os}}\frac{\alpha }{2} = 2.10.c{\rm{os}}\frac{{{{60}^0}}}{2} = 10\sqrt 3 N\)
Ta lại có:
\(\begin{array}{l}{F_{m{\rm{s}}}} = \mu mg = 10\sqrt 3 N\\ \to \mu = \frac{{10\sqrt 3 }}{{2,5.9,8}} \approx 0,71\end{array}\)
Câu trả lời của bạn
Ta có:
+ Các lực tác dụng lên thuyền gồm: Lực gió \(\overrightarrow {{F_g}} \), lực nước \(\overrightarrow {{F_n}} \), lực căng dây \(\overrightarrow T \) , trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực đẩy acsimét \(\overrightarrow {{F_A}} \)
Ta có, trọng lực P và lực đẩy acsimét cân bằng với nhau.
+ Áp dụng điều kiện cân bằng của vật rắn, ta có: \(\overrightarrow {{F_g}} + \overrightarrow {{F_n}} + \overrightarrow T = \overrightarrow 0 \) (1)
(do \(\overrightarrow P + \overrightarrow {{F_A}} = \overrightarrow 0 \) nên ta bỏ hai lực này ra khỏi điều kiện)
=> Lực gió và lực nước cân bằng với lực căng dây T
Từ hình, ta suy ra:
\(\left\{ \begin{array}{l}{T_n} = Tc{\rm{os}}\alpha = 100.c{\rm{os6}}{{\rm{0}}^0} = 50N\\{T_g} = T\sin \alpha = 100.\sin {60^0} = 50\sqrt 3 \end{array} \right.\)
Câu trả lời của bạn
+ Áp dụng điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 3 lực không song song, ta có:
\(\overrightarrow P + \overrightarrow {{T_1}} + \overrightarrow {{T_2}} = \overrightarrow 0 \)
Từ hình, ta có: \({P^2} = T_1^2 + T_2^2 + 2{T_1}{T_2}{\rm{cos12}}{{\rm{0}}^0} = T_1^2 + T_2^2 - {T_1}{T_2}\) (1)
+ Mặt khác, do dây không giãn, ta suy ra: \({T_1} = {T_2}\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra: \({T_1} = {T_2} = P = 800N\)
Câu trả lời của bạn
+ Các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực P, lực căng dây T và phản lực N của mặt phẳng thẳng đứng
+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật rắn, ta có: \(\overrightarrow P + \overrightarrow T + \overrightarrow N = \overrightarrow 0 \) (1)
+ Chọn hệ trục Oxy như hình, chiếu (1) theo các phương, ta được:
Ox: \(T\sin \alpha - N = 0 \to N = T\sin \alpha \) (2)Oy: \( - P + Tc{\rm{os}}\alpha = 0 \to T = \frac{P}{{{\rm{cos}}\alpha }}\) (3)
Từ (2) và (3), ta suy ra:
\(\begin{array}{l}N = P\frac{{\sin \alpha }}{{{\rm{cos}}\alpha }} = P\tan \alpha \\ = mg.\tan {20^0} = 5.9,8.\tan {20^0} = 17,8N\end{array}\)
Câu trả lời của bạn
\({F_1} + {F_2} = F < = > 20 + 10 = 30N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 2{d_1} = {d_2}\) và \({d_1}{\rm{cos}}\alpha + {d_2}\cos \alpha = d\cos \alpha < = > {d_1} + {d_2} = 30\)
\( = > {d_1} = 10cm\)
Câu trả lời của bạn
Hướng dẫn giải: Gọi \({F_1}\) là lực tác dụng lên bờ A, \({F_2}\) là lực tác dụng lên bờ B
\(F = {F_1} + {F_2} = 160 + {F_2}(1)\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 160.2 = {F_2}.1 < = > {F_2} = 320N(2)\)
Thế (2) vào (1) : \(F = 160 + 320 = 480N\)
Câu trả lời của bạn
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = 10N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 10{d_1} = 20{d_2}(1) = > {d_1} > {d_2}\) và \({d_1} - {d_2} = 0,6(2)\)
Từ (1) và (2) ta có: \({d_1} = 1,6cm,\,{d_2} = 0,6cm\)
Câu trả lời của bạn
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = 10N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 10.0,6 = 20.{d_2} < = > {d_2} = 0,3m\)
Câu trả lời của bạn
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
Vì \({F_1} > {F_2} = > {d_1} < {d_2}\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > {F_1}.10 = {F_2}.(10 + 8) < = > 10{F_1} = 18{F_2}\)
\(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = {F_1} - {F_2} = 30N\)
\( = > {F_1} = 54N,\,{F_2} = 24N\)
Câu trả lời của bạn
Gọi \({F_1}\) là lực tác dụng lên vai người 1, \({F_2}\) là lực tác dụng lên vai người 2
\(F = {F_1} + {F_2} = 1000N(1)\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2}(2)\)
Từ (1) và (2) => \({F_1} = 400N,\,{F_2} = 600N\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({d_1} + {d_2} = 1,5m\) , \({m_1} = 30kg,\,{m_2} = 20kg\)
Gọi \({F_1}\) là lực để nâng thùng gạo, \({F_2}\) là lực để nâng thùng ngô
\({F_1} = {m_1}g = 300N,\,{F_2} = {m_2}g = 200N\)
\(F = {F_1} + {F_2} = 500N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2}(1)\)
\({d_1} + {d_2} = 1,5m(2)\)
Từ (1) và (2) => \({d_1} = 0,6m;\,{d_2} = 0,9m\)
Câu trả lời của bạn
Gọi \({F_1}\) là độ lớn của lực mà người A phải chịu, \({F_2}\) là độ lớn của lực mà người B phải chịu. Ta có
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2}\, < = > 60{F_1} = 40{F_2}\,(1)\)và \({F_1} + {F_2} = F = 1000\,(2)\)
Từ (1) và (2): \({F_1} = 400\,N,{F_2} = 600\,N\)
Câu trả lời của bạn
Để tính độ lớn hợp lực của hai lực song song cùng chiều ta áp dụng: \(F = {F_1} + {F_2} = 20 + 10 = 30\,N\)
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = > \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = 2\)(1) và \({d_1} + {d_2} = 30\) vì giá của hai lực thành phần cách nhau 30cm (2)
Từ (1) và (2) ta có: \({d_1} = 10cm,\,{d_2} = 20cm\)
Vậy độ lớn của hợp lực là 30N và khoảng cách từ giá hợp lực đến giá của \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{2}}}} \) là 20cm
Câu trả lời của bạn
công thức tính độ lớn của hợp lực hai lực song song cùng chiều:
\(F = {F_1} + {F_2} < = > 50 = 20 + {F_2} < = > {F_2} = 30\,N\)
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \(\overrightarrow {{F_1}} \)đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} < = > \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{20}}{{30}} = \frac{2}{3} < = > {d_2} = 20cm\)
Vậy độ lớn của lực \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{2}}}} \) là 30 N và khoảng cách từ giá hợp lực đến giá \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{2}}}} \) là 20cm
Câu trả lời của bạn
Nhật thực
Câu trả lời của bạn
Ngân Hà
Câu trả lời của bạn
Parabol
Câu trả lời của bạn
Thang độ Fujita
Câu trả lời của bạn
Nước Đức
Câu trả lời của bạn
Hiện tượng ngắn mạch
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *