Bài 22. Lực Lo-ren-xơ

Cực quang là gì?
Cực quang giống như một "màng sáng" trên cao vài trăm mét. Cực quang xảy ra tại những miền có vĩ độ lớn.
Nguyên nhân của hiện tượng cực quang là do lực Lorentz tác dụng lên các hạt tải điện.
Bài 32:
LỰC LONRENTZ
Nhóm thuyết trình:
Nhóm 2
Nhắc lại kiến thức cũ
Nêu đặc điểm của lực từ tác dụng lên đoạn dây đặt trong từ trường?
Trả lời:
Điểm đặt:
Phương:
Chiều:
Tại trung điểm đoạn dây.
Vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây và cảm ứng từ.
Tuân theo "Quy tắc bàn tay trái".
Độ lớn:
F = BIlsin
Phát biểu "Quy tắc bàn tay trái" ?
Trả lời:
Đặt bàn tay trái sao cho:
Các đường sức từ đâm xuyên lòng bàn tay.
Chiều từ cổ tay đến ngón tay trừng với chiều dòng điện
Khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.
I
B
F
I
Thí nghiệm
I
II
III
IV
Thí nghiệm
Lực Lorentz
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
Ứng dụng
II
III
IV
Lực Lorentz
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
Ứng dụng
I
Thí nghiệm
Sơ đồ thí nghiệm:
Chuyển động của electron trong từ trường
Vòng dây Hem-hôn
Sợi dây đốt
Bình thủy tinh chứa khí trơ
I
Thí nghiệm
I
Thí nghiệm
I
Thí nghiệm
Nguyên nhân tại sao ta thấy trong bình xuất hiện một vòng sáng?
Do bị dốt nóng, sợi dây phóng ra các electron. Các electron này chuyển động và va chạm với các phân tử khí trong bình. Khi va chạm, các electron ion hóa các phân tử khí và làm phát sáng.
Vòng tròn sáng trong bình cho biết điều gì và chứng tỏ điều gì?
Vòng tròn sáng trong bình cho biết quỹ đạo của electron trong từ trường.
Electron không chuyển động thẳng mà chuyển động tròn chứng tỏ từ trường tác dụng lên electron.
Không những từ trường tác dụng lực lên electron mà nó cũng tác dụng lực lên bất kì hạt mang điện nào chuyển động trong nó.
I
Thí nghiệm
III
IV
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
Ứng dụng
I
Thí nghiệm
II
Lực Lorentz
Lực Lo-ren-xơ là gì?
Lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó gọi là lực Lo-ren-xơ,
Hendrick Antoon Lorenntz (1853 - 1928), là một nhà vật lý người Hà Lan và nhận giải Nobel về Vật lý năm 1902.
II
Lực Lorentz
1. Phương của lực Lo-ren-xơ
Lực Lo-ren-xơ có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện tích và vectơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát.
Quan sát hình bên và cho biết phương của lực Lo-ren-xơ?
II
Lực Lorentz
2. Chiều của lực Lo-ren-xơ
Chiều của lực Lo-ren-xơ được xác định theo quy tắc nào?
Theo "Quy tắc bàn tay trái".
II
Lực Lorentz
2. Chiều của lực Lo-ren-xơ
+
B
v
f
-
B
v
f
II
Lực Lorentz
2. Chiều của lực Lo-ren-xơ
"Quy tắc xác định chiều của lực Lo-ren-xơ":
Đặt bàn tay trái sao cho:
Các đường sức từ đâm xuyên lòng bàn tay.
Chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện.
Khi đó, ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích:
Điện tích dương: cùng chiều với lực tác dung lên dòng điện.
Điện tích âm: chiều ngược lại.
II
Lực Lorentz
3. Độ lớn của lực Lo-ren-xơ
Công thức tính độ lớn của lưc Lo-ren-xơ:


Trong đó:
f: lực Lorentz (N)
q : điện tích (C)
v: vận tốc của hạt (m/s)
B: cảm ứng từ (T)
: gó hợp bới v và B
II
Lực Lorentz
3. Độ lớn của lực Lo-ren-xơ
Trường hợp đặc biệt:
: fmax =
: fmax = 0
II
Lực Lorentz
II
IV
Lực Lorentz
Ứng dụng
I
Thí nghiệm
III
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
III
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
Nếu một hạt mang điện tích qo, khối lượng m chuyển động với tác động duy nhất của lực Lorentz. Khi đó, lực f luôn vuông góc với v thì độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều.
1. Chú ý
III
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
2. Chuyển động của hạt trong điện trường đều
Xét điện tích qo khối lượng m chuyển động trong từ trường đều có v vuông góc với B, chịu tác dụng duy nhất của từ trường, ta có phương trình chuyển động: ma = f
III
Chuyển động của hạt tải điện trong điện trường đều
2. Chuyển động của hạt trong điện trường đều
+
v
B
f
2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

Xét điện tích q0 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.