Bài 22. Lực Lo-ren-xơ

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều : Phương , chiều, độ lớn?
Trả lời:
+ Phương : Vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây và đường cảm ứng từ.
+ Chiều : Xác định 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 với chiều dòng điện . Khi đó ngón cái choãi ra chín mươi độ sẽ chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn”.
+ Độ lớn : F = BIℓsin
F: lực từ (N). B: cảm ứng từ (T)
I: cường độ dòng điện (A). ℓ: chiều dài đoạn dây (m) .
: Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và đoạn dây.( rad hay độ )
Ch�ng ta d� bi?t dịng di?n l� dịng chuy?n d?i cĩ hu?ng c?a c�c di?n tích v� dịng di?n d?t trong t? tru?ng cĩ l?c t? t�c d?ng. V?y c�c di?n tích chuy?n d?ng trong t? tru?ng cĩ l?c t? t�c d?ng khơng? Ta h?c b�i hơm nay.
-Là dòng chuyển rời có hướng của các electron.
- Là tổng hợp của nhiều lực tác dụng lên electron chuyển động.
-Lực từ tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động trong từ trường gọi là lực Lorentz. Ký hiệu fL.
A
B
B
FAB
I
Em hãy nêu bản chất của dòng điện trong kim loại?
Vậy lực từ F tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường là tổng hợp của những lực từ nào?
Từ đó em có thể nêu được định nghĩa về lực Lo-ren-xơ

I. LỰC LO-REN-XƠ
1. Định nghĩa
Vậy thì xác định phương, chiều, độ lớn của lực Lorenxo như thế nào ta nghiên cứu ở mục 2
2. Xác định lực Lo-ren-xơ
Có điên tích q0=+e
F=BIlsin (là lực từ tác dụng lên dây dẫn mang I)
Là tổng hợp của nhiều lực f, gọi N số điện tích trong đoạn dây.
f=F/N=BIlsin /N
Là góc tạo bởi B và l
n0 là mật độ điện tích
N=n0Sl (S là tiết diện của dây dẫn)
Cường độ dòng điện I=q0(Svn0)
Il/N=q0(Svn0)l/Sn0l f=Bvsin
Lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện q chuyển động với vận tốc v trong từ trường B và hợp với B góc ? có :
+Phương :
+Điểm đặt :
Tại điện tích q.
Vuông góc với mặt phẳng chứa v và B.
+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, khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực Lorentz nếu hạt mang điện dương và chỉ chiều ngược lại nếu hạt mang điện âm".
Từ đây ta kết luận phương, chiều, độ lớn của lực Lo-ren-xơ
+
v
f
B
+Với q0 >0
Hình 22.3(a)
+Với q0<0
Hình 22.3(b)
Các em hãy trả lời câu hỏi C1.C2
+Độ lớn :

fL = q .v.B.sin?
fL : lực Lorentz (N).
q : Độ lớn điện tích (C).
V: Vận tốc của hạt (m/s).
B: Cảm ứng từ (T).
: Góc hợp bởi v và B.(rad hay độ)
* Các trường hợp riêng:
+ v song song B =>sin = 0 => fL = 0.
+ v vuông góc B =>sin =1=> fLmax = q .v.B
II. CHUYỂN ĐỘNG CỦA HẠT ĐIỆN TÍCH TRONG TƯ TRƯỜNG ĐỀU.
1. Chú ý quan trọng
Khi hạt điện tích q0 khối lượng m bay vào trong từ trường với vận tốc mà chỉ chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ f thì f luôn luôn vuông góc với v nên f không sinh công, động năng của hạt được bảo toàn nghĩa là độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều.
Em hãy nhắc lại phương của lực Lo-ren-xơ.
Em hãy nhắc lại định lí động năng, viết biểu thức định luật II Newton cho trường hợp hạt chuyển động dưới tác dụng của từ trường.
2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
- Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẵng trong mặt phẵng vuông góc với từ trường.
-Trong mặt phẵng đó lực Lo-ren-xơ f luôn vuông góc với vận tốc v , nghĩa là đóng vai trò lực hướng tâm: (hình 25.5)
f = mv2/R = |q0|vB

Em hãy trả lời câu hỏi C3
* Kết luận: Quỹ đạo của một hát điện tích trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẵng vuông góc với từ trường, có bán kính
R = mv/ |q0|B
Đáp án
Bài tập áp dụng:
Một electron bay vào từ trường đều. Cảm ứng từ B= 0,5T. Lúc lọt vào trong từ trường vận tốc của hạt là v=106m/s và vuông góc với B như hình vẽ . Tìm lực Lorentz tác dụng lên hạt đó. Vẽ hình.
Giải:
+Điểm đặt : Tại hạt electron.
+Phương : Vuông góc với mặt phẳng chứa v va B.
+Chiều : Theo quy tắc bàn tay trái.
+Độ lớn : Ap dụng công thức fL = e .v.B
= 1,6.10-19.106.0,5 = 8.10-14 (N).
B
Ứng dụng nhờ tác dụng của lực Lo-ren-xơ
BÀI TẬP VỀ NHÀ:
*Bài 6 sách giáo khoa trang 186.
*Và chuẩn bị bài mới
+
o
f
B
v
Hình 25.5
Quay lại