Bài 22. Lực Lo-ren-xơ

Kiểm tra kiến thức cũ
Câu hỏi: Nêu đặc điểm của lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường ?
Trả lời
• Điểm đặt: tại trung điểm đoạn dây.
• Phương: vuông góc với mặt phẳng (B,I).
• Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái.
Độ lớn:
Quy tắc bàn tay trái:
Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho:
- Các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay.
Chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện.
Khi đó, ngón cái choãi ra 90o chỉ chiều của lực từ.
Kiểm tra kiến thức cũ
Nội dung bài học:
I. Lực Lorentz
1.Định nghĩa lực Lorentz.
2.Xác định lực Lorentz:
II.Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
1.Sự bảo toàn độ lớn vận tốc
2.Chuyển động của hạt khi vận tốc đầu vuông góc với từ trường đều
Bài 22
1.Định nghĩa lực lorentz
Lực từ chỉ xuất hiện khi có
dòng điện
trong đoạn dây dẫn đang xét
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của electron
1.Định nghĩa lực lorentz
Lực Lorentz là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường.
Lực từ tác dụng lên dây dẫn là tổng hợp các lực tổng hợp do từ trường tác dụng lên các electron chuyển động tạo thành dòng điện.
Vậy lực tác dụng lên các điện tích đó là lực gì?
2a.Độ lớn của lực Lorentz
Gọi: N là số điện tích chuyển động trong đoạn dây.
F là lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn
f là lực Lorentz
Ta có độ lớn của lực Lorentz:
2.Xác định lực Lorentz:
Xét đoạn dây AB hình trụ có tiết diện thẳng S và chiều dài l:
V?y:
Tính N:
Gọi n0 là mật độ hạt.
V là thể tích đoạn dây
Ta có:
N = n0 .V
N = n0 S l
2.Xác định lực Lorentz:
Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện:
Tính F:
2.Xác định lực Lorentz:
S
S`
v
Tính I:
2.Xác định lực Lorentz:
2.Xác định lực Lorentz:
Thay
Ta được độ lớn của lực Lorentz:
Với: f là lực Lorentz (N)
q0 là điện tích của hạt (C)
v là vận tốc của hạt (m/s)
B là cảm ứng từ (T)
vào
2.Xác định lực Lorentz:
2c. Phương của Lực Lorentz:
Tại điện tích đang xét
2b. Điểm đặt của lực Lorentz:
Lực Lorentz có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vector vận tốc của hạt mang điện và vector cảm ứng từ
2d.Chiều của lực Lorentz
Được xác định theo quy tắc bàn tay trái
2.Xác định lực Lorentz:
Điểm đặt: tại điện tích đó
Phương: vuông góc với mp ( , )
Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái.
Độ lớn: f= q0 .B.v.sin ( , )
Là lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động trong từ trường
LỰC LORENTZ
C1: Khi nào lực Lorentz bằng ?
Trả lời:
Lực Lorentz bằng 0 khi B=0, v=0 hay

C2: Xác định lực Lorentz trên hình:
1. Sự bảo toàn độ lớn vận tốc
Công suất tức thời của lực:








Khi điện tích chỉ chịu tác dụng của lực Lorentz:




Suy ra độ lớn vận tốc của hạt không đổi, chuyển động của hạt là chuyển động đều.
v = const
II - Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
2.Chuyển động của hạt khi vận tốc đầu vuông góc với từ trường đều

Chọn HQCQT Oxyz có
Phương trình chuyển động:


Vì

Suy ra:

Do đó chuyển động của hạt điện tích là
chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường.
Nếu gọi R là bán kính cong của quỹ đạo thì:


Suy ra:
Vì v không đổi nên R cũng không đổi.
quỹ đạo là đường tròn
Chu kỳ của chuyển động:

Kết luận: Quỹ đạo của một hạt 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 phẳng vuông góc với từ trường,
với bán kính:
và chu kỳ