Lực lorenxơ là gì? Trong bài viết hôm nay bản thân sẽ chia sẻ với chúng ta định nghĩa, bí quyết và một số bài tập vận dụng lực lorenxơ.
Bạn đang xem: Công thức tính lực lorenxơ
1. Lực lorenxơ là gì?
Trong trang bị lý học và điện từ học, lực Lorenxơ là lực tổng thích hợp của lực điện cùng lực từ chức năng lên một năng lượng điện điểm nằm trong trường năng lượng điện từ. Đơn vị của lực Lorenxơ: N - Newton
Lực lorenxơ là gì?
2. Công thức lực lorenxơ
Định chế độ phát biểu rằng nếu như hạt gồm điện tích q (C) vận động với vận tốc v (m/s) trong điện trường E (V/m) và từ trường B (G) thì nó sẽ chịu lực tính năng lên nó. Định pháp luật 3 Newton tuyên bố về lực cùng phản lực, thế nên công thức lực Lorentz:
F=q(E+v×B)
lực lorenxơ
3. Một số trong những bài tp vậận dụng
Ví dụ 1: cho điện tích q
Hướng dẫn:
+ Khi áp dụng quy tắc bàn tay trái để khẳng định chiều của lực Lorenxơ ta đề nghị lưu ý:
Khi q > 0 thì chiều của lực Lorenxơ là chiều của ngón tay cái.
Khi q
+ Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho các đường chạm màn hình từ B→ xuyên qua lòng bàn tay, chiều trường đoản cú cổ tay mang đến ngón tay thân trùng cùng với chiều của vectơ v→, ngón dòng choãi ra 90°, lúc ấy chiều của lực Lorenxơ ngược chiều với chiều chỉ của ngón cái.
+ Chiều của vectơ lực Lorenxơ f
L→ hướng từ bên trên xuống (như hình).
Ví dụ 2: đến điện tích q > 0 bay vào trong từ trường B→, chiều của các vectơ B→ cùng v→ được trình diễn như hình. Hãy vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực Lorenxơ.
Hướng dẫn:
Đặt bàn tay trái xòe rộng, làm thế nào cho các đường cảm ứng từ B→ xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ bỏ cổ tay mang đến ngón tay giữa trùng cùng với chiều của vectơ v→, ngón chiếc choãi ra 90° chính là chiều của lực Lorenxơ.
Ví dụ 3: Một proton cất cánh vào vào từ trường mọi theo phương hợp với đường sức xuất phát điểm từ một góc α. Vận tốc lúc đầu của proton v = 3.107 m/s cùng từ ngôi trường có cảm ứng từ B = 1,5 T. Biết proton bao gồm điện tích q = 1,6.10-19 (C). Tính độ mập của lực Lo-ren-xơ trong những trường hòa hợp sau:
a) α = 0° b) α = 30° c) α = 90°
Hướng dẫn:
Độ phệ của lực Lorenxơ: f
L = Bv|q|sinα
a) lúc α = 0 ⇒ f
L = Bv|q|sin0 = 0
b) lúc α = 30° ⇒ f
L = Bv|q|sin30° = 0,5Bv|q|
Thay số: f
L = 0,5.1,5.3.107.1,6.10-19 = 3,6.10-12 (N)
c) khi α = 90° ⇒ f
L = Bv|q|sin90° = Bv|q|
Thay số: f
L = 1,5.3.107.1,6.10-19 = 7,2.10-12 (N)
Ví dụ 4: Một electron được vận tốc bởi hiệu điện vậy U = 2000 V, sau đó bay vào từ trường phần đông có cảm ứng từ B = 10-3 T theo phương vuông góc với mặt đường sức trường đoản cú của trường đoản cú trường. Biết
khối lượng và điện tích của electron là m cùng e mà
a) bán kính quỹ đạo của electron.
b) Chu kì con quay của electron.
Hướng dẫn:
Công của electron khi được vận tốc bởi hiệu điện cố U: A = q
U = |e|U
Theo định lý biến chuyển thiên hễ năng ta có: Wđ2 – Wđ1 = A
Vì quăng quật qua vận tốc của electron khi mới bắt đầu được vận tốc bởi hiệu điện cố kỉnh U nên Wđ1 = 0
a) vì chưng electron cất cánh vào từ bỏ trường tất cả v→ ⊥ B→ yêu cầu lực Lo-ren-xơ là lực hướng tâm, yêu cầu ta có:
b) Chu kì tảo của electron:
Ví dụ 5: Một chùm hạt α bao gồm vận tốc ban sơ không đáng kể được tăng tốc bởi hiệu điện cố kỉnh U = 106 V. Sau thời điểm tăng tốc, chùm hạt cất cánh vào sóng ngắn đều chạm màn hình từ B = 1,8T. Phương bay của chùm hạt vuông góc cùng với đường cảm ứng từ.
a) Tìm gia tốc của phân tử α lúc nó bắt đầu bay vào từ bỏ trường. M = 6,67.10-27 kg; mang lại q = 3,2.10-19 C.
b) tìm độ lớn lực Lo-ren-xơ tính năng lên hạt.
Hướng dẫn:
a) Công của electron khi được vận tốc bởi hiệu điện nuốm U: A = q
U
+ Theo định lý biến đổi thiên động năng ta có: Wđ2 – Wđ1 = A
+ Vì bỏ qua tốc độ của electron khi mới bước đầu được vận tốc bởi hiệu điện cố U nên Wđ1 = 0
b) Độ to lực Lo-ren-xơ công dụng lên hạt: f = Bvq = 5,64.10-12.
Trên đấy là những chia sẻ của mình về khái niệm lực lorenxơ là gì, công thức và một số trong những bài tập áp dụng, cảm ơn chúng ta đã theo dõi bài viết của mình nhé.
Công thức lực lorenxo chuẩn xác nhất và bài tập ứng dụng lực lorenxo
Câu hỏi: Công thức lực lorenxo chuẩn xác
Lời giải:
Công thức lực lorenxo là:F=q(E+v×B)
Cùng đứng top lời giải tìm kiếm hiểu bỏ ra tiết vềcông thức lực lorenxo chuẩn xác nhất và bài xích tập ứng dụng lực lorenxo nhé!
I. Lý thuyết?
1. Định nghĩa
-Trongvật lý họcvàđiện từ học,lực Lorenxơ là lực tổng hợp củalựcđiện cùng lực từ tác dụng lên mộtđiện tích điểmnằm trongtrường điện từ.
-Đơn vị của lực Lorenxơ: N - Newton
2. Công thức
-Định luật vạc biểu rằng nếu hạt cóđiện tíchq(C) chuyển động vớivận tốcv(m/s) trongđiện trường
E(V/m) vàtừ trường
B(G) thì nó sẽ chịu lực tác dụng lên nó. Định luật 3 Newton phân phát biểu về lực cùng phản lực, bởi vì vậy mặc dù phản lực của từ trường là nhỏ nhưng nó phải được tính đến. Lực Lorentz bằng:
F=q(E+v×B)
-Các công thức gây ra từ công thức cơ bản này miêu tả lực từ tác dụng lên dây dẫn tất cả dòng điện chạy qua (đôi khi gọi làlực Laplace), phương của lực Lorenxơ là lực điện từtrong một vòng dây di chuyển qua từ trường (một khía cạnh củađịnh luật cảm ứng điện từ Faraday), và lực tác dụng lên điện tích điểm chuyển động với vận tốc gần bằngtốc độ ánh sáng(dạngtương đối tínhcủa lực Lorentz).
-Oliver Heavisidelà người đầu tiên suy luận ra công thức mang lại lực Lorentz vào năm 1889,mặc mặc dù một số đơn vị lịch sử đến rằng
James Clerk Maxwellđã đưa ra nó trong một bài báo năm 1865.<2>Định luật được đặt theo thương hiệu của
Hendrik Lorentz, người tìm thấy công thức sau Heaviside một vài năm cùng ông đã nghiên cứu với giải thích chi tiết ý nghĩa của lực này.
3. Lực từ động
-Thành phần gây ra bởitừ trườngcủa lực này, còn gọi làlực từhay đôi khi làlực Lorentz, có phương luônvuông gócvới phương chuyển động của hạt mang điện với làm chũm đổi quỹ đạo chuyển động của hạt mang điện. Nếu hạt sở hữu điện chuyển động theo phương vuông góc vớiđường cảm ứng từthì hạt sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn, nếu hạt chuyển động theo phương ko vuông góc với đường cảm ứng từ thì quỹ đạo của nó sẽ là hình xoắn ốc.
-Lực tác động của từ trường lên dòng điện có tại sao là thành phần này của lực Lorentz.
-Lực từ giữa những cực củanam châm, cũng là tổng hợp lực gây nên bởi từ trường của nam châm hút từ này lên cácelectronchuyển động quanhnguyên tửở nam châm từ kia, về bản chất cũng là thành phần này của lực Lorenxơ:
F=q(E+v×B)
II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 136 SGK Vật Lí 11):
-Khi nào lực Lo-ren-xơ bằng0⃗
-Trả lời:
-Ta có
-f = 0 lúc α = 0 hoặc 180° tức hạt mang điện chuyển động dọc theo đường sức của từ trường.
Trả lời:
-Hướng của lực Lo-ren-xơ được xác định theo quy tắc bàn tay trái và được biểu diễn như hình sau:
Trả lời:
-Êlectron chuyển động trong từ trường theo quỹ đạo tròn chứng tỏ lực hướng tâm đó là lực Lo-ren-xơ tác dụng lên êlectron.
Áp dụng quy tắc bàn tay trái:
+ Chiều từ cổ tay đến ngón giữa ngược chiều với v vì q + Ngón mẫu choãi ra 90° là chiều của lực Lo-ren-xơ (hướng vào trọng tâm của quỹ đạo).
Xem thêm: Express i don't buy it ' meaning, another warning about the ai apocalypse
+ từ bây giờ lòng bàn tay xòe ra hứng đường sức từ.
Câu C4 (trang 137 SGK Vật Lí 11):
-Từ công thức
R= mv|q0|B, hãy tính chu kì của chuyển động tròn đều của hạt. Chứng tỏ chu kì đó không phụ thuộc vận tốc hạt (trong khi bán kính quỹ đạo tỉ lệ với vận tốc hạt).
Trả lời:
-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:
-Vậy chu kì ko phụ thuộc vào vận tốc của hạt.
Bài 2 (trang 138 SGK Vật Lí 11):
Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho lực Lo-ren-xơ.
Lời giải:
-Quy tắc bàn tay trái mang lại lực Lo-ren-xơ: "Đặt bàn tay trái mở rộng thế nào cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của vectơ vận tốc. Khi đó ngón tay cái choãi ra chỉ chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có điện dương và chỉ chiều ngược lại nếu hạt có điện âm"
Bài 3 (trang 138 SGK Vật Lí 11):
Phát biểu nào dưới đây làsai?
Lực Lo-ren-xơ
A.vuông góc với từ trường. B.vuông góc với vận tốc.
C.không phụ thuộc vào hướng của từ trường. D.phụ thuộc vào dấu của điện tích.
Lời giải: Chọn C.
-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.
Bài 4 (trang 138 SGK Vật Lí 11):
Phát biểu như thế nào dưới đây làđúng?
Hạt êlectron bay vào vào một từ trường đều theo hướng của từ trường
B⃗thì
A.hướng chuyển động thế đổi. B.độ lớn của vận tốc chũm đổi.
C.động năng chũm đổi. D.chuyển động không cố đổi.
Lời giải: Chọn D.
-Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường
-Þ Hạt êlectron không chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ yêu cầu chuyển động không cố gắng đổi.
Bài 5 (trang 138 SGK Vật Lí 11): Một ion cất cánh theo quỹ đạo tròn nửa đường kính R trong một mặt phẳng vuông góc với các đường sức của một từ trường đều. Khi độ lớn của vận tốc tăng gấp đôi thì nửa đường kính quỹ đạo là bao nhiêu.
A. R2⋅ B.R. C.2R. D.4R.
Lời giải: Chọn C.
-Ion bay theo quỹ đạo tròn bán kính R vào một mặt phẳng vuông góc với những đường sức của một từ trường đều, bán kính quỹ đạo tròn của ion được xác định bởi công thức:
-Þ khi độ lớn của vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo tăng lên gấp đôi.
Bài 6 (trang 138 SGK Vật Lí 11): So sánh lực điện cùng lực Lo-ren-xơ cùng tác dụng yêu cầu một điện tích.
Lời giải:
-So sánh lực điện cùng lực Lo-ren-xơ thuộc tác dụng lên một điện tích q
Lực điện | Lực Lo-ren-xơ |
Tác dụng lên điện tích đứng yên | Chỉ tác dụng lên điện tích chuyển động vào từ trường |
Phụ thuộc vào bản chất hạt (dương hay âm) | Phụ thuộc vào bản chất hạt (dương tuyệt âm) |
Không phụ thuộc vào chiều chuyển động của hạt | Phụ thuộc vào chiều chuyển động của hạt |
Cùng phương với điện trường | Luôn vuông góc với từ trường |
Cùng chiều điện trường lúc q > 0 Ngược chiều điện trường khi q |
Bài 7 (trang 138 SGK Vật Lí 11): Hạt proton chuyển động theo quỹ đạo tròn nửa đường kính 5m dưới tác dụng của một từ trường đều B = 10-2T. Xác định:
a) tốc độ proton.
b) chu kì chuyển động của proton.
-Cho mp= 1,672.10-27kg.
Lời giải:
a) Ta tất cả công thức tính nửa đường kính quỹ đạo của hạt có điện chuyển động vào từ trường là:
b) Chu kì chuyển động của proton là:
Bài 8 (trang 138 SGK Vật Lí 11):Trong một từ trường đều có
B⃗thẳng đứng, mang đến một dòng những ion bắt đầu đi vào từ điểm A với đi ra tại C sao để cho AC là 50% đường tròn vào mặt phẳng ngang. Các ion gồm cùng điện tích, thuộc vận tốc đầu. Cho biết khoảng cách AC đối với ion C2H5O+là 22,5 cm. Xác định khoảng bí quyết AC đối với những ion C2H5OH+, C2H5+, OH+, CH2OH+, CH3+, CH2+.
Lời giải:
- Đối với ion X có khối lượng là m thì
