Bài 22: Lực Lo-ren-xơ

Ta có f = |q0|.v.B.sinα

f = 0 khi α = 0 hoặc 180o tức hạt mang điện chuyển động dọc theo đường sức của từ trường.

Xác định lực Lo-ren-xơ theo quy tắc bàn tay trái:

- Lòng bàn tay hứng vectơ B.

- Do đây là hạt mang điện âm nên chiều từ cổ tay đến ngón giữa hướng ngược chiều vectơ v.

- Ngón cái choãi ra 90o chỉ chiều lực Lo-ren-xơ.

Êlectron chuyển động trong từ trường theo quỹ đạo tròn chứng tỏ lực hướng tâm chính là lực Lo-ren-xơ tác dụng nên êlectron.

Áp dụng quy tắc bàn tay trái:

Chiều từ cổ tay đến ngón giữa ngược chiều với v vì q < 0.

Ngón cái choãi ra 90o là chiều của lực Lo-ren-xơ (hướng vào tâm của quỹ đạo).

Lúc này lòng bàn tay xòe ra hướng đường sức từ (có chiều như hình 22.6a).

Vậy cảm ứng từ B có phương vuông góc với mặt phẳng và có chiều đâm vào trong

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 tr ong từ trường là:

Từ biểu thức trên ta thấy chu kì của hạt không phụ thuộc vào vận tốc của hạt.

Lực Lo-ren-xơ do từ trường của cảm ứng từ  tác dụng nên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v:

- Phương: vuông góc với v và B.

- Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái.

- Độ lớn: f = |q0|.v.B.sinα. Trong đó α là góc tạo bởi v và B.

"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 vectơ v khi q0 >0 và ngược chiều vectơ v khi q0<0 .Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều của ngón cái choãi ra".

Theo quy tắc bàn tay trái thì lực Lo-ren-xơ vừa phụ thuộc vào dấu của điện tích, vừa phụ thuộc vào hướng của từ trường= > Câu sai C.

Đáp án: C

Đáp án: D

Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường B nên góc α tạo bởi v và B bằng 0o → hạt êlectron không chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ nên hạt tiếp tục chuyển động đều theo hướng ban đầu.

Vì khi này hạt êlectron không chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ nên hạt tiếp tục chuyển động đều theo hướng ban đầu.

Đáp án: D

Đáp án: C

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, bán kính quỹ đạo tròn của ion được xác định bởi công thức: 

Khi độ lớn của vận tốc tăng gấp đôi v’ = 2v, thì bán kính quỹ đạo R’ bằng:

Ta có công thức tính bán kính quỹ đạo của hạt mang điện chuyển động trong từ trường là: 

Suy ra tốc độ của proton là:

Chu kì chuyển động của proton

Trong từ trường đều B, ion C2H5O+ (m1 = 45đvC) chuyển động tròn với bán kính R1.

Ta có: 

- Đối với ion C2H5OH (m2 = 46đvC)

- Đối với ion C2H5+ (m3 = 29đvC)

- Đối với ion OH+ (m4 = 17đvC)

- Đối với ion CH2OH+ (m5 = 31đvC)

- Đối với ion CH3+ (m6 = 15đvC)

- Đối với ion CH2+ (m7 = 14đvC)