CHUYÊN ĐỀ: LỰC LO-REN-XƠ
I. LÝ THUYẾT
1. Lực Lo-ren-xơ
a) Định nghĩa
Mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của một lực từ, lực từ này gọi là lực lo-ren-xơ (Lorentz).
b) Xác định lực Lo-ren-xơ
Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) :
+ Có phương vuông góc với \(\overrightarrow B \) và \(\overrightarrow v \).
+ 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 \(\overrightarrow v \) khi q0 > 0 và ngược chiều \(\overrightarrow v \) khi q0 < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra.
+ Có độ lớn: f = |q0|vBsinα với α là góc tạo bởi \(\overrightarrow B \) và \(\overrightarrow v \).
2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
a) Chú ý
Khi hạt điện tích q0 khối lượng m bay vào trong từ trường với vận tốc \(\overrightarrow v \) mà chỉ chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ \(\overrightarrow f \) thì \(\overrightarrow f \) luôn luôn vuông góc với \(\overrightarrow v \) nên \(\overrightarrow f \) không sinh công, động năng của hạt được bảo toàn nghĩa là độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều.
b) Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường.
Trong mặt phẳng đó, lực Lo-ren-xơ \(\overrightarrow f \) luôn vuông góc với vận tốc \(\overrightarrow v \) , nghĩa là đóng vai trò lực hướng tâm:
F = mv2/ R = |q0|vB
Với R là bán kính cong của quỹ đạo.
⇒ 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 phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính:
R = mv/ |q0|B
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Chiều của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động tròn trong từ trường
A. Trùng với chiều chuyển động của hạt trên đường tròn.
B. Hướng về tâm của quỹ đạo khi hạt tích điện dương.
C. Hướng về tâm của quỹ đạo khi hạt tích điện âm.
D. Luôn hướng về tâm quỹ đạo không phụ thuộc điện tích âm hay dương.
Câu 2: Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T với vận tốc ban đầu vo = 2.105 m/s vuông góc với cảm ứng từ. Lực Lorenxơ tác dụng vào electron có độ lớn là
A. 3,2.10-14 (N)
B. 6,4.10-14 (N)
C. 3,2.10-15 (N)
D. 6,4.10-5 (N)
Câu 3: Một electron bay vào từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4 (T) với vận tốc ban đầu vo = 3,2.106 m/s vuông góc với cảm ứng từ, khối lượng của electron là 9,1.10-31 kg. Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường là
A. 16,0 cm
B. 18,2 cm
C. 20,4 cm
D. 27,3 cm
Câu 4: Một hạt prôtôn chuyển động với vận tốc 2.106 (m/s) vào vùng không gian có từ trường đều B = 0,02 (T) theo hướng hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 300. Biết điện tích của hạt prôtôn là 1,6.10-19 (C). Lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn là
A. 3,2.10-14 (N)
B. 6,4.10-14 (N)
C. 3,2.10-15 (N)
D. 6,4.10-15 (N)
Câu 5: Độ lớn của lực Lorexơ được tính theo công thức
A. f = |q|vB
B. f = |q|vB sin α.
C. f = qvB tan α
D. f = |q|vB cos α
----------
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề về Lực Lo-ren-xơ môn Vật Lý 11 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!
Chúc các em học tập thật tốt!
