Phương pháp giải các dạng bài tập về lực Lo-ren-xơ môn Vật Lý 11 năm 2020

a) Bán kính quỹ đạo của electron. b) Chu kì quay của electron. Phương bay của chùm hạt vuông góc với đường cảm ứng từ. a) Tìm vận tốc của hạt α khi nó bắt đầu bay vào từ trường. b) Tìm[r]

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ LỰC LO-REN-XƠ

1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI Lực Lorenxơ fL

+ Có điểm đặt điện tích

+ Có phương vng góc với v B

+ Có chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái “đặt bàn tay trái mở rộng để véc tơ B hướng

vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chiều v, đó, ngón chỗi 90° chiều lực Lorenxơ hạt mang điện dương; hạt mang điện âm lực Lorenxơ có chiều ngược với chiều ngón tay cái”

+ Có độ lớn: fL = B.v.|q|sinα, với α = ∠(v, B )

- Một số Lưu ý: + Lực hướng tâm:

2

ht ht

v

F ma m

R

= =

+ Khi góc α = 90° hạt chuyển động trịn Lúc Lorenxơ đóng vai trị lực hướng tâm nên:

2

| |

| |

v m v m q vB R

R =  = q B

+ Với chuyển động tròn ta có:

2 R

T

v f

 



+ Khi điện tích chuyển động điện trường B cường độ điện trường E điện tích chịu tác

dụng đồng thời hai lực: lực điện Fd lực từ Ft

+ Khi điện tích chuyển động thẳng hợp lực tác dụng lên điện tích khơng + Khi electron gia tớc hiệu điện U có động năng:

2

W | |

2

d = mv = e U

2 VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Cho điện tích q < bay vào từ trường B , chiều vectơ B v biểu diễn hình Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực Lorenxơ

Giải

+ Khi vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều lực Lorenxơ ta cần lưu ý: Khi q > chiều lực Lorenxơ chiều ngón tay

Khi q < chiều lực Lorenxơ chiều ngược lại với chiều ngón tay

+ Đặt bàn tay trái xòe rộng, cho đường cảm ứng từ B xuyên qua lòng bàn tay, chiều

từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều vectơ v, ngón chỗi 90°, chiều lực Lorenxơ ngược chiều với chiều ngón

Ví dụ 2: Cho điện tích q > bay vào từ trường B chiều vectơ B v biểu diễn hình Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực Lorenxơ

Giải

Đặt bàn tay trái xòe rộng, cho đường cảm ứng từ B xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ

cổ tay đến ngón tay trùng với chiều vectơ v, ngón chỗi 90° chiều lực Lorenxơ

Ví dụ 3: Một hạt điện tích q = 1,6.10-18 C chuyển động theo quỹ đạo tròn từ trường với bán kính quỹ đạo m, tác dụng từ trường B = 4.10-2 T, xác định : a) Tớc độ điện tích nói

b) Lực từ tác dụng lên điện tích

c) Chu kì chuyển động điện tích Cho biết khới lượng hạt điện tích 3,28.10-26 kg Giải

a) Vì electron bay vào từ trường chuyển động quỹ đạo tròn nên lực Lo-ren-xơ lực hướng tâm, ta có:

2

6

9, 76.10 ( / )

v

Bvq m

r Bqr

v m s

m

−

=

 = =

b) Độ lớn lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt: f = Bvq = 6,24.10-13 (N) c) Chu kì quay electron:

3 BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1: Một proton bay vào từ trường theo phương hợp với đường sức từ góc α Vận tớc ban đầu proton v = 3.107 m/s từ trường có cảm ứng từ B = 1,5 T Biết proton có điện tích q = 1,6.10-19 (C) Tính độ lớn lực Lo-ren-xơ trường hợp sau:

a) α = 0° b) α = 30° c) α = 90° Đ/S: a) fL =

b) fL = 3,6.10-12 (N) c) fL = 7,2.10-12 (N)

Bài 2: Một electron gia tốc hiệu điện U = 2000 V, sau bay vào từ trường có cảm ứng từ B = 10-3 T theo phương vng góc với đường sức từ từ trường Biết khới lượng điện tích electron m e mà m/ |e| = 5,6875.10-12(kg/C) Bỏ qua vận tốc electron bắt đầu gia tớc hiệu điện U Tính:

a) Bán kính quỹ đạo electron b) Chu kì quay electron Đ/S:

a) r = 15cm b) T = 3,57.10-8 s

Bài 3: Một chùm hạt α có vận tớc ban đầu khơng đáng kể tăng tốc hiệu điện U = 106 V Sau tăng tốc, chùm hạt bay vào từ trường cảm ứng từ B = 1,8T Phương bay chùm hạt vng góc với đường cảm ứng từ

a) Tìm vận tớc hạt α bắt đầu bay vào từ trường Biết: m = 6,67.10-27 kg; q = 3,2.1019 C

b) Tìm độ lớn lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt Đ/S:

Bài 4: Cho điện tích q > bay vào từ trường B , chiều vectơ vận tốc v lực

Lorenxơ fL biểu diễn hình Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều

cảm ứng từ B

Đ/S:

Bài 5: Cho điện tích q < bay vào từ trường B , chiều vectơ cảm ứng từ B lực Lorenxơ fLđược biểu diễn hình Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều

vectơ vận tốc v

Bài 6: Một electron bay vào từ trường với vận tớc ban đầu vng góc với B Tính độ

lớn fL v = 2.105 m/s B = 0,2 T Cho biết electron có độ lớn e = 1,6.10-19 C Đ/S: fL = 6,4.10-15 (N)

Bài 7: Một electron có khới lượng m = 9,1.10-31 kg, chuyển động với vận tốc ban đầu v = 107 m/s, từ trường B cho

o

v vuông góc với đường sức từ Qũy đạo

electron đường trịn bán kính R = 20 mm Tìm độ lớn cảm ứng từ B Đ/S: B = 2,84.10-3 (T)

Bài 8: Một proton có khới lượng m = 1,67.10-27 kg chuyển động theo quỹ đạo trịn bán kính cm từ trường cảm ứng từ B = 0,01T Xác định vận tớc chu kì quay proton

Đ/S: T = 6,55.10-6 s; v = 6,71.104 m/s

Bài 9: Một electron có vận tớc ban đầu 0, gia tốc hiệu điện U = 500 V, sau bay vào theo phương vng góc với đường sức từ Cảm ứng từ từ trường B = 0,2T Bán kính quỹ đạo electron

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng

xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học

Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường

Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức

Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS

THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất

các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia