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

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

Lực Lorenxơ \(\overrightarrow {{f_L}} \)

+ Có điểm đặt trên điện tích.

+ Có phương vuông góc với  \(\vec v\) và \(\vec B\)

+ Có chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái “đặt bàn tay trái mở rộng để các véc tơ \(\vec B\) hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều của  \(\vec v\), khi đó, ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực Lorenxơ nếu hạt mang điện dương; hạt mang điện âm thì lực Lorenxơ có chiều ngược với chiều ngón tay cái”

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

- Một số Lưu ý:

+ Lực hướng tâm:

\({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m\frac{{{v^2}}}{R}\)

+ Khi góc α = 90° thì hạt chuyển động tròn đều. Lúc này Lorenxơ đóng vai trò lực hướng tâm nên:

\(m\frac{{{v^2}}}{R} = |q|vB \Rightarrow R = \frac{{m.v}}{{|q|.B}}\)

+ Với chuyển động tròn đều thì ta có:

\(T = \frac{{2\pi R}}{v} = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{1}{f}\)

+ Khi điện tích chuyển động điện trường \(\vec B\) và cường độ điện trường \(\vec E\) thì điện tích chịu tác dụng đồng thời hai lực: lực điện  \(\vec F_d\) và lực từ \(\vec F_t\)

+ Khi điện tích chuyển động thẳng đều thì hợp lực tác dụng lên điện tích bằng không.

+ Khi electron được gia tốc bởi hiệu điện thế U thì nó sẽ có động năng:

\({{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = |e|U\)

Ví dụ 1: Cho điện tích q < 0 bay vào trong từ trường \(\vec B\) , chiều của các vectơ  \(\vec B\) và \(\vec v\) được biểu diễn như hình. Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực Lorenxơ.

Giải

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

Khi q > 0 thì chiều của lực Lorenxơ là chiều của ngón tay cái.

Khi q < 0 thì chiều của lực Lorenxơ là chiều ngược lại với chiều của ngón tay cái.

+ Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho các đường cảm ứng từ \(\vec B\) xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa trùng với chiều của vectơ \(\vec v\) , ngón cái choãi ra 90°, khi đó chiều của lực Lorenxơ ngược chiều với chiều chỉ của ngón cái.

+ Chiều của vectơ lực Lorenxơ  \(\overrightarrow {{f_L}} \) hướng từ trên xuống (như hình).

Ví dụ 2: Cho điện tích q > 0 bay vào trong từ trường \(\vec B\) chiều của các vectơ \(\vec B\) và  \(\vec v\) được biểu diễn như hình. Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực Lorenxơ.

Giải

Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho các đường cảm ứng từ \(\vec B\) xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa trùng với chiều của vectơ  \(\vec v\), ngón cái choãi ra 90° chính là chiều của lực Lorenxơ.

...

-----(Nội dung ví dụ tiếp theo, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)-----

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

a) α = 0°       

b) α = 30°       

c) α = 90°

Đ/S:

a) f_L  = 0

b) f_L = 3,6.10^-12 (N)

c) f_L = 7,2.10^-12 (N)

Bài 2: Một electron được gia tốc bởi hiệu điện thế U = 2000 V, sau đó bay vào từ trường đều có cảm ứng từ B = 10^-3 T theo phương vuông góc với đường sức từ của từ trường. Biết khối lượng và điện tích của electron là m và e mà m/ |e| = 5,6875.10^-12(kg/C). Bỏ qua vận tốc của electron khi mới bắt đầu được gia tốc bởi hiệu điện thế U. Tính:

a) Bán kính quỹ đạo của electron.

b) Chu kì quay của electron.

Đ/S:

a) r = 15cm

b) T = 3,57.10^-8 s

...

-----(Để xem đầy đủ nội dung các bài tập tự luyện, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)-----

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải các dạng bài tập về lực Lo-ren-xơ môn Vật Lý 11 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung của tài liệu, các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.