Bài 22. Lực Lo-ren-xơ

Lý thuyết và bài tập cho Bài 22. Lực Lo-ren-xơ, Chương 4, Vật lý lớp 11

I. Lực Lo-Ren-Xơ

1. Định nghĩa lực Lo-Ren-Xơ

Ta biết rằng dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron. Khi dây dẫn có dòng điện được đặt trong một từ trường, người ta giải thích lực từ tác dụng lên dây dẫn chính là tổng hợp các lực do từ trường tác dụng lên các êlectron chuyển động tạo thành dòng điện.

Một cách tổng quát: Mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực từ này được gọi là lực Lo-ren-xơ (Lorentz). Có thể làm những thí nghiệm chứng minh hiện tượng này.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 136 SGK Vật lý 11

Đề bài

 Khi nào lực Lo-ren-xơ bằng vectơ 0?

Lời giải chi tiết

Ta có

\[f = \left| {{q_0}} \right|v.\sin \alpha \]

\[f = \left| {{q_0}} \right|v.B.\sin \alpha \]

\(f = 0\) khi \(\alpha  = 0\) hay 180o tức hạt mang điện chuyển động dọc theo đường sức của từ trường.

Câu C2 trang 136 SGK Vật lý 11

Đề bài

Xác định lực Lo-ren-xơ trên hình 22.4.

Giải câu c2 bài 22 trang 136 vật lí 11

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Câu C3 trang 137 SGK Vật lý 11

Đề bài

Hình 22.6 là quỹ đạo trong của một electron trong một mặt phẳng vuông góc với từ trường đều \(\overrightarrow B \) . Xác định chiều của \(\overrightarrow B \)

H22.6 bài 22 trang 137 vật lí 11

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Vận dụng quy tắc bàn tay trái

Lời giải chi tiết

Câu C4 trang 137 SGK Vật lý 11

Đề bài

Từ công thức \(R = \dfrac{{mv}}{{\left| {{q_0}} \right|B}}\) , hãy tính chu kỳ của chuyển động tròn đều của hạt. Chứng tỏ chu kỳ đó không phụ thuộc vận tốc hạt (trong khi bán kính quỹ đạo tỉ lệ với vận tốc hạt

Lời giải chi tiết

Chu kì chuyển động là thời gian hạt chuyển động hết một vòng tròn.

Vậy chu kì chuyển động tròn đều của hạt mang điện trong từ trường là:

\(T = \dfrac{{2\pi R}}{v} = \dfrac{{2\pi }}{v}.\dfrac{{mv}}{{\left| {{q_0}} \right|B}} = \dfrac{{2\pi m}}{{\left| {{q_0}} \right|B}}\)

Bài 1 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

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

Lời giải chi tiết

- Lực Lo-ren-xơ là lực do từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường đó.

Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ \(B\) tác dụng lên một hạt điện tích \(q_0\) chuyến động với vận tốc \(v\) có phương vuông góc với \(v\) và \(B\) ; có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái.

- Công thức: \(f = \left| {{q_0}} \right|vB\sin \alpha \) ; trong đó \(\alpha\) là góc tạo bởi \(\overrightarrow v \) và \(\overrightarrow B\)

Bài 2 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

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

Lời giải chi tiết

Quy tắc: Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều v khi q0 > 0 và ngược chiều v khi q0 < 0, lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra.

Bài 3 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

Phát biểu nào sau 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.

Lời giải chi tiết

Ta có, 

+ Lực lo-ren-xơ tác dụng lên một hạt mang điện tích \(q_0\) chuyển động trong một từ trường \(\overrightarrow B \) có phương vuông góc với \(\overrightarrow v \) và \(\overrightarrow B \), chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái

Bài 4 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

Phát biểu nào sau đây là đúng?

Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường \(\overrightarrow{B}\) thì 

A. Hướng di chuyển thay đổi.

B. Độ lớn của vận tốc thay đổi.

C. Động năng thay đổi.

D. Chuyển động không đổi.

Lời giải chi tiết

Chọn D.

Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường \(\overrightarrow{B}\)thì hạt e tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu, vì lúc này lực từ tác dụng lên nó bằng không.

Bài 5 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

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?

A. \(\dfrac{R}{2}\). 

B. \(R\).

C. \(2R\).

D. \(4R\).

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Vận dụng biểu thức tính bán kính quỹ đạo của một hạt mang điện trong từ trường đều khi vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường: \(R=\dfrac{mv}{|q_{0|B}}\)

Lời giải chi tiết

Bài 6 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

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

Lời giải chi tiết

LỰC ĐIỆN

LỰC LO-REN-XƠ

+ Tác dụng lên một điện tích đứng yên

+ Phụ thuộc vào bản chất hạt (âm hay dương)

+ Không phụ thuộc vào chiều chuyển động của hạt

 

+ Cùng phương với điện trường

Bài 7 trang 138 SGK Vật lí 11

Đề bài

 Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5m 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.

Cho mp = 1,672.10-27 kg. 

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Áp dụng công thức tính toán bán kính chuyển động :\(R = \displaystyle{{mv} \over {\left| {{q_0}} \right|B}}\)

+ Vận dụng biểu thức liên hệ giữa tốc độ góc và vận tốc dài: \(v=\omega R\)


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG

CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

  • Đề thi học kì 1 của các trường có lời giải – Mới nhất
  • Đề ôn tập học kì 1 – Có đáp án và lời giải

CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG

CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG

CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11