Bài 22. Lực Lo-ren-xơ

GV: GV: HỒ TẤN DŨNG HỒ TẤN DŨNG TẬP THỂ LỚP 11 TẬP THỂ LỚP 11 A1 A1 HÂN HOAN CHÀO ĐÓN QUÝ HÂN HOAN CHÀO ĐÓN QUÝ THẦY CÔ THẦY CÔ KIỂM TRA BÀI CŨ KIỂM TRA BÀI CŨ CÂU 1 CÂU 1 : : Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều : Điểm đặt, phương , chiều, độ lớn.Xác đònh các trường hợp đặc biệt. trường đều : Điểm đặt, phương , chiều, độ lớn.Xác đònh các trường hợp đặc biệt. Trả lời Trả lời : : + + Điểm đặt Điểm đặt : Trung điểm của đoạn dây. : Trung điểm của đoạn dây. + + Phương Phương : Vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây và đường cảm : Vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây và đường cảm ứng từ. ứng từ. + + Chiều Chiều : Xác đònh bởi quy tắc bàn tay trái .” Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các : Xác đònh bởi quy tắc bàn tay trái .” Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa trùng đường cảm ứng xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa trùng với chiều dòng điện . Khi đó ngón cái choãi ra 90 với chiều dòng điện . Khi đó ngón cái choãi ra 90 0 0 sẽ chỉ chiều lực từ tác dụng lên sẽ chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn”. đoạn dây dẫn”. + + Độ lớn Độ lớn : F = BI : F = BI ℓ ℓ sin sin α α F: lực từ (N). F: lực từ (N). B: cảm ứng từ (T) B: cảm ứng từ (T) I: cường độ dòng điện (A). I: cường độ dòng điện (A). ℓ ℓ : chiều dài đoạn dây (m) . : chiều dài đoạn dây (m) . α α : : Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và đoạn dây.( rad hay độ ) Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và đoạn dây.( rad hay độ ) + + Các trường hợp đặc biệt: Các trường hợp đặc biệt: - Cảm ứng từ song song đoạn dây: sin Cảm ứng từ song song đoạn dây: sin α α = 0 => F = 0 . = 0 => F = 0 . -Cảm ứng từ vuông góc với đoạn dây: sin -Cảm ứng từ vuông góc với đoạn dây: sin α α = 1 = 1 => F => F max max =B.I =B.I ℓ ℓ . . Câu 2 Câu 2 : Cho khung ABCD như hình vẽ . Hãy vẽ lực : Cho khung ABCD như hình vẽ . Hãy vẽ lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. BA D C B I F CD F BC F AB F DA H H ôm nay ôm nay mình học mình học bài gì? bài gì? Hình như là bài Hình như là bài Lực Lorentz. Lực Lorentz. Đúng rồi! Hôm qua Đúng rồi! Hôm qua Thầy có dặn mà. Thầy có dặn mà. Các Bạn Các Bạn soạn bài soạn bài chưa?! chưa?! §54: LỰC LORENTZ. §54: LỰC LORENTZ. 1/ 1/ Đònh nghóa lực Lorentz: Đònh nghóa lực Lorentz: -Lực từ tác dụng lên các hạt mang điện chuyển -Lực từ tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động trong từ trường gọi là lực Lorentz. Ký hiệu f động trong từ trường gọi là lực Lorentz. Ký hiệu f L L . . A B B F AB e e e e e I f L f L f L f L f L 2/ 2/ Xác đònh lực Lorentz Xác đònh lực Lorentz . . - Lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện q chuyển Lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện q chuyển động với vận tốc v trong từ trường B và hợp với B động với vận tốc v trong từ trường B và hợp với B góc góc α α có : có : + + Phương Phương : : + + Điểm đặt Điểm đặt : : Tại điện tích q. Tại điện tích q. Vuông góc với mặt phẳng chứa v và B. Vuông góc với mặt phẳng chứa v và B. + + Chiều Chiều : : Theo quy tắc bàn tay trái “ Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều vectơ vận tốc Theo quy tắc bàn tay trái “ Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều vectơ vận tốc , khi đó ngón cái choãi ra 90 , khi đó ngón cái choãi ra 90 0 0 chỉ chiều của lực Lorentz nếu hạt mang điện dương và chỉ chiều ngược lại nếu hạt mang điện âm”. chỉ chiều của lực Lorentz nếu hạt mang điện dương và chỉ chiều ngược lại nếu hạt mang điện âm”. B e v fL B v fL + + Độ lớn Độ lớn : : f f L L = q .v.B.sin = q .v.B.sin α α f f L L : : Hôm học gì? Hình Lực Lorentz Đúng rồi! Hôm qua Thầy có dặn mà Các Bạn soạn Câu hỏi: Nêu đặc điểm lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt trongTrả từ lờitrường • Điểm đặt: trung điểm đoạn dây • Phương: vuông góc với mặt phẳng (B,I) • Chiều: xác đònh theo quy tắc bàn tay trái Nhắc lại chất dòng điện Là dòng electron tự kim loại: chuyển động có hướng e- V e- e- V V e- V e- V e- e- V V e- e V V V e - Vậy electron chòộng tác dụng chuyển cuả lực từ không? B f f f f f F f f I LỰC LO-renxơ 1,Đònh nghóa lực Lo- renxơ Lực Lorentz lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động từ trường Kí hiệu: f 2.Xác đònh lực Lo-ren-XƠ +Điểm đặt : Tại điện tích q0 +Phươn Vuông góc với mặt phẳng g: chứa v B Theo quy tắc bàn tay trái “ +Để Chiều bàn tay trái mở rộng cho : từ trường hướng vào lòng bàn tay,chiều từ cổ tay đến ngón chiều vectơ vận tốc q0 > ngược chiều  v f +  B Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện dương +Độ lớn : f = q0 v.B.sinα v.B.sinα fL : lực Lo-ren-xơ (N) q0 : Độ lớn điện tích (C) v: Vận tốc hạt (m/s) B: Cảm ứng từ (T) α: Góc hợp v B * Các trường hợp riêng: + v song song B =>sinα = => f = + v vuông góc B =>sinα =1=> fmax = q v.B Hình 22.3 C1: Khi lực Lorenxơ = ?    Khi B = Khi v =  Khi B // v C2: Xác định lực Lorenxơ hình sau: 3/Bài tập áp dụng: Một electron bay vào từ trường Cảm ứng từ B= 0,5T Lúc lọt vào từ trường vận tốc hạt v=106 m/s vuông góc với B hình vẽ Tìm lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt Vẽ hình Giải: B v e +Điểm đặt : Tại hạt electron fL +Phương : Vuông góc với mặt phẳng chứa v va B +Độ lớn ::Theo Áp dụng công thức f = +Chiều quy tắc bàn tay trái e v.B = 1,6.10- II CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT ĐIỆN TÍCH TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU ( đọc thêm)  Kết luận  Quỹ đạo hạt điện tích từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vng góc với từ trường, đượng tròn nằm mặt phẳng vng góc với từ trường, có bán kính: mv R= q0 B  C4: 2π 2πR 2π m T= = = ω v q0 B (T: Chu kì chuyển động tròn hạt điện tích) Là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động từtrường Điểm đặt: điện tích    rr Phương: vuông góc với B v mp( , ) Chiều: xác đònh theo quy tắc bàn tay trái r r v B Độ lớn: f= q.v.B.sin( , ) Xác đònh lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích chuyển động từ trường: B v f q> Củng GV: Nguyễn Quốc Dũng Gi¸o viªn : NguyÔn Quèc Dòng Kiểm tra bài cũ Câu hỏi: Thế nào là hệ qui chiếu phi quán tính? Thế nào là lực quán tính? Biểu thức lực quán tính? Trả lời * Hệ qui chiếu phi quán tính là hệ qui chiếu chuyển động có gia tốc so với một hệ qui chiếu quán tính. amF qt −= Biểu thức: * Trong một hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của một lực bằng – m . Lực này gọi là lực quán tính. a  a  Gi¸o viªn : NguyÔn Quèc Dòng I_LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN I_LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM TÍNH LI TÂM a)Lực hướng tâm: Nhận xét: Buộc 1 vật nhỏ A vào đầu 1 sợi dây.Ta cầm đầu kia và quay nhanh.Nếu dây bị tuột thì vật sẽ văng đi.Vậy chính sợi dây đã giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn 0 Sợi dây giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn Lực hướng tâm: Ta có:Gia tốc của vật chuyển động tròn đều hướng vào tâm: a ht = Theo định luật II Newton,lực gây ra gia tốc này phải cùng hướng với gia tốc,nghĩa là phải hướng vào tâm.Ta gọi nó là lực hướng tâm.Biểu thức của lực hướng tâm: F ht =ma ht = Nếu thay v=ωr (ω là tốc độ góc), ta còn có: F ht =mω 2 r Ví dụ về lực hướng tâm: Ví dụ về lực hướng tâm: Ví dụ 1:Ở phần nhận xét,nếu ta quay khá nhanh, sợi dây gần như quay trong mặt phẳng nằm ngang. Khi đó có thể coi lực căng Q của dây là lực hướng tâm.Nếu quay chậm,dây quét thành 1 hình mặt nón.Khi đó hợp lực của lực căng Q và trọng lực P là lực hướng tâm Q P F ht F ht = P + Q msn F  Ví dụ 2:Một vật đặt trên 1 cái bàn quay.Nếu bàn quay không quá nhanh,vật sẽ cùng quay với bàn.Khi đó lực ma sát nghỉ do bàn tác dụng lên vật là lực hướng tâm F ht = F msn [...]... Trái đất P’ = P + Fqt P’ :Trọng lực biểu kiến P’ : Trọng lượng biểu kiến Xét một người ở trong buồng thang máy chuyển động với gia tốc a so với mặt đất Khi a hướng lên P’ = P + Fqt a = m(g+a) > P :hiện tượng tăng trọng lượng Fqt P P’ Khi a hướng xuống P’ = P - Fqt a = m(g-a) < P :hiện tượng giảm trọng lượng Fqt P’ P P’ = P - Fqt = m(g-a) Nếu a=g thì P’=0 : hiện tượng mất trọng lượng g Fqt P Ví dụ:Tàu... tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất.Trong trường hợp đó,lực hấp dẫn của Trái Đất là lực hướng tâm h R Kết luận: Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm b.Lực quán tính li tâm: Ở ví dụ 2,khi vật đặt trên bàn và quay đều,xét trong hệ quy chiếu gắn với bàn thi vật đứng yên cân bằng và lực quán tính tác dụng lên vật hướng... Trái Đất D Các nhà du hành và con tàu cùng “rơi” về Trái Đất với gia tốc g nên không còn lực cản của người đè vào sàn tàu C©u 2: Biểu thức nào sau đây cho phép tính độ lớn của lực hướng tâm A Fht = mω2r B Fht = mg C Fht = k ∆ D Fht = µmg C©u 3: Một vật đặt trên toa tàu đang chuyển động đều trên một đoạn đường vòng Vật sẽ chịu tác dụng của lực quán tính li tâm nếu xét trong hệ qui... -Trọng lực P -Hợp lực của Q và P là lực hướng tâm Fht Q O Fht m R Áp dụng ĐL II Newton,ta có Q + P=Fht=mahtFht=mω2R=P.tanα mω2.ℓ.sinα=mg.tanαω2= P g.tanα ℓ.sinα ω2=23,094  ω=4,805(rad/s) Bài học đến đây là kết thúc! Xin cảm ơn các thầy, cô giáo đã đến dự giờ học vật lý lớp 10A2 Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ I. Lực Lorenxơ I. Lực Lorenxơ 1. Định nghĩa lực Lorenxơ 1. Định nghĩa lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên mỗi điện tích chuyển động trong một từ trường. Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ 2. Xác định lực Lorenxơ 2. Xác định lực Lorenxơ  Lực Lorentz do từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên một hạt điện tích q 0 chuyển động với vận tốc :  Có phương vuông góc với và .  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 tay là chiều của khi q 0 > 0 và ngược chiều khi q 0 < 0. Lúc đó, chiều của lực Lorentz là chiều của ngón tay cái choãi ra.  Có độ lớn trong đó là góc tạo bởi và B  v  α sinvBqf 0 = α v  v  v  v  B  B  Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ  C1: Khi nào lực Lorenxơ = 0 ?  Khi B = 0  Khi v = 0  Khi  C2: Xác định lực Lorenxơ trên hình sau  Chú ý:  đi ra  đi vô v//B   Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ II. Chuyển động của hạt trong từ trường đều II. Chuyển động của hạt trong từ trường đều 1. Chú ý quan trọng 1. Chú ý quan trọng Nếu một hạt mang điện tích q 0 khối lượng m chuyển động với tác động duy nhất của lực Lorenxơ. Khi đó lực luôn vuông với thì độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều f  v  Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ 2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều 2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều Xét điện tích q 0 khối lượng m chuyển động trong từ trường đều có vuông góc với chịu tác dụng duy nhất của từ trường, ta có phương trình chuyển động Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng vuông góc với từ trường, Với R là bán kính cong của quỹ đạo. v  B  fm  = α vf   ⊥ vBq R mv maf 0 2 ht === Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ  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 đượng tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính: Bq mv R 0 = Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ [...].. .Bài 22 Lực Lorenxơ  C3: + Bài 22 Lực Lorenxơ  C4: 2π 2πR 2πm T= = = ω v q0 B  Ứng dụng : SGK Chân thành cảm ơn Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ I. Lực Lorenxơ I. Lực Lorenxơ 1. Định nghĩa lực Lorenxơ 1. Định nghĩa lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên mỗi điện tích chuyển động trong một từ trường. Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ 2. Xác định lực Lorenxơ 2. Xác định lực Lorenxơ  Lực Lorentz do từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên một hạt điện tích q 0 chuyển động với vận tốc :  Có phương vuông góc với và .  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 tay là chiều của khi q 0 > 0 và ngược chiều khi q 0 < 0. Lúc đó, chiều của lực Lorentz là chiều của ngón tay cái choãi ra.  Có độ lớn trong đó là góc tạo bởi và B  v  α sinvBqf 0 = α v  v  v  v  B  B  Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ  C1: Khi nào lực Lorenxơ = 0 ?  Khi B = 0  Khi v = 0  Khi  C2: Xác định lực Lorenxơ trên hình sau  Chú ý:  đi ra  đi vô v//B   Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ II. Chuyển động của hạt trong từ trường đều II. Chuyển động của hạt trong từ trường đều 1. Chú ý quan trọng 1. Chú ý quan trọng Nếu một hạt mang điện tích q 0 khối lượng m chuyển động với tác động duy nhất của lực Lorenxơ. Khi đó lực luôn vuông với thì độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều f  v  Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ 2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều 2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều Xét điện tích q 0 khối lượng m chuyển động trong từ trường đều có vuông góc với chịu tác dụng duy nhất của từ trường, ta có phương trình chuyển động Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng vuông góc với từ trường, Với R là bán kính cong của quỹ đạo. v  B  fm  = α vf   ⊥ vBq R mv maf 0 2 ht === Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ  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 đượng tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính: Bq mv R 0 = Bài 22. Lực Lorenxơ Bài 22. Lực Lorenxơ [...].. .Bài 22 Lực Lorenxơ  C3: + Bài 22 Lực Lorenxơ  C4: 2π 2πR 2πm T= = = ω v q0 B  Ứng dụng : SGK Chân thành cảm ơn Bài 22: LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM HIỆN TƯỢNG TĂNG, GIẢM, MẤT TRỌNG LƯỢNG 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Hiểu rõ khái niệm, biểu thức của lực hướng tâm, lực quán tính li tâm - Hiểu hiện tượng tăng giảm và mất trọng lượng. 1.2. Kĩ năng: - Biết vận dụng các khái niệm để giải thích hiện tượng tăng,giảm và mất trọng lượng - Biết vận dụng các kiến thức để giải các bài toán động lực học về chuyển động tròn đều. 1.3. Thái độ (nếu có): 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Thí nghiệm ở các hình 22.1, 22.3, 22.4 2.2. Học sinh: - Ôn tập về trọng lực lực quán tính. - Ôn tập về gia tốc chuyển động tròn đều. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Hệ qui chiếu phi quán tính, lực quán tính là gì? - Trình bày câu trả lời… - Gia tốc trong chuyển động tròn - Nêu câu hỏi cho Hệ qui chiếu phi quán tính, lực quán tính và các đặc điểm của nó. - Nhận xét câu trả lời. đều? - Trả lời câu hỏi. - Nêu câu hỏi về gia tốc trong chuyển động tròn đều - Nhận xét câu trả lời Hoạt động 2 ( phút): Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK, phần 1. Tìm hiểu: … - Trả lời câu hỏi C1 - Trả lời câu hỏi C2 - Yêu cầu HS đọc phần 1 SGK - Gợi ý cho HS nhận biết về lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. - Nêu câu hỏi C1 SGK - Nhận xét câu trả lời - Nêu câu hỏi C2 SGK - Nhận xét câu trả lời Hoạt động 3 ( phút): Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK phần 2 - Trình bày hiểu biết cảu mình về trọng lực, trọng lượng và trọng lượng biểu kiến. - Trả lời câu hỏi C3 - Trình bày câu trả lời - Yêu cầu HS đọc SGK - Nêu câu hỏi đánh giá hiểu biết của HS về trọng lực, trọng lượng và trọng lượng biểu kiến. - Nhận xét câu trả lời của HS - Nêu câu hỏi C3 - Nhận xét câu trả lời - Nêu câu hỏi yêu cầu HS chỉ rõ hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng. - Nhận xét câu trả lời Hoạt động 4 ( phút): Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu1-4 SGK - Giải bài tập 1 SGK - Trình bày câu trả lời - Ghi tóm tắt các kiến thức cơ bản… - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi 1-4 SGK - Nhận xét câu trả lời của HS - Nêu bài tập 1 SGK - Nhận xét câu trả lời của HS - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Những sự chuẩn bị cho bài sau - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - ... chuyển cuả lực từ không? B f f f f f F f f I LỰC LO-renxơ 1,Đònh nghóa lực Lo- renxơ Lực Lorentz lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động từ trường Kí hiệu: f 2.Xác đònh lực Lo-ren-XƠ +Điểm... ngón chiều vectơ vận tốc q0 > ngược chiều  v f +  B Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện dương +Độ lớn : f = q0 v.B.sinα v.B.sinα fL : lực Lo-ren-xơ (N) q0 : Độ lớn điện tích (C) v: Vận tốc... v vuông góc B =>sinα =1=> fmax = q v.B Hình 22.3 C1: Khi lực Lorenxơ = ?    Khi B = Khi v =  Khi B // v C2: Xác định lực Lorenxơ hình sau: 3 /Bài tập áp dụng: Một electron bay vào từ trường