Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

TIẾT 10. BÀI TẬP VỀ LỰC LO-REN-XƠ

II. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

1. Chú ý quan trọng

Khi hạt điện tích q0 khối lượng m bay vào trong từ trường với vận tốc →v mà

chỉ chịu tác dụng của lực Lo-ren-xơ

→f

thì

→f luụn luụn vuụng gúc với →vnờn

→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.

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

luụn vuụng gúc với vận tốc →v, nghĩa là

Giới thiệu một số ứng dụng của lực Lo-ren- xơ trong công nghệ

Lập luận để rút ra được kết luận.

đóng vai trũ lực hướng tâm:

f = R

mv2

= |q0|vB

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 vuụng gúc với từ trường, có bán kính R = q B

mv

|

| 0

Hoạt động 2: Vận dụng

Câu 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 = 3.107m/s và từ trường có cảm ứng từ B = 1,5T. Biết proton có điện tích q = 1,6.10−19 (C). Tính độ lớn của lực Lo−ren−xơ khi α

= 30°

A. 3,6.10-12N. B. 1,8.10-12N. C. 7,2.10-12N.

D. 5,4.10-12N.

Câu 2. Một electron có khối lượng m = 9,1.10-31 kg, chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 107m/s, trong một từ trường đều Bursao cho vr0 vuông góc với các đường sức từ.

Qũy đạo của electron là một đuờng tròn bán kính R = 20 mm. Tìm độ lớn của cảm ứng từ B.

A. 2,84 T. B. 1,42 T. C. 2,84.10−3T. D.

1,42.10-3T.

Câu 3. Một proton có khối lượng m = l,67.10-27kg chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 7 cm trong một từ trường đều cảm ứng từ B = 0,01T. Xác định chu kì quay của proton.

A. 3,28.10-6s. B. 6,56.10-6s. C. 9,84.10-6s.

D. 2,09.10-6s.

Câu 4. Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 500 V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ. Cảm ứng từ của từ trường là B = 0,2T. Bán kính quỹ đạo của electron bằng

A. 3,77 m. B. 3,77 mm. C. 7,54 m. D. 7,54

mm.

Câu 5. Ba dây dẫn thẳng dài và song song cách đều nhau một khoảng a = 10 cm, dòng điện I1 và I3 cùng chiều, dòng điện I2 ngược chiều với hai dòng còn lại. Biết cường độ dòng điện chạy trong 3 dây lần lượt là I1 = 25A, I2 = I3 = 10A. Xác định phương chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1.

A. 5.10−3N. B. 4,5.10−3N. C. 2.10−3N. D. 5.10−4N.

Câu 6. Ba dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I1, I2, I3 theo thứ tự đó, đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa 2 dây là a = 4cm. Biết rằng chiều của I1 và I3 cùng chiều, I2 ngược chiều với hai dòng điện I1 và I2, cường độ dòng điện I1 = 10A, I2 = I3 = 20A. Xác định độ lớn lực F tác dụng lên 1 mét của dòng I1.

A. 10−3N. B. 5.10−4N. C. 10−3N. D.

5.10−3N.

Câu 7. Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức từ như hình vẽ. B = 0,004 T, v = 2.106 m/s, xác định hướng và cường độ điện trường E là

A. E hướng lên, E = 6000 Vm/s B. E hướng xuống, E = 6000 V/m C. E hướng xuống, E = 8000 Vm/s D. E hướng lên, E = 8000 V/m

Câu 8. Một proton chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức điện trường như hình vẽ. E = 8000 v/m, v = 2.106 m/s, xác định hướng và độ lớn B?

A. B hướng ra B = 0,002T B. B hướng lên.

B = 0,003T

C. B hướng xuống B = 0,004T D. B hướng vào B = 0,0024T.

Câu 9. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài ℓ, khối lượng của một đơn vị dài của dây là

D = 0,04kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đúng và đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây heo, B = 0,04T. Cho dòng điện I qua dây. Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không.

A. I có chiều từ M đến N và có độ lớn I = 5A B. I có chiều từ M đến N và có độ lớn I = 10A

C. I có chiều từ N đến M và có độ lớn I = 5A D. I có chiều từ N đến M và có độ lớn I = 10A.

Câu 10. Một hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = l,8.106m/s thì

lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là 2.10−6N. Hỏi nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4,5.107 m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn bằng

A. 5.10−5 N B. 4.10−5 N C. 3.10−5 N D. 2.10−5

N.

Câu 11. Thành phần nằm ngang của từ trường trấi đất bằng 3.10−5T, thành phần thẳng đứng rất nhỏ. Một proton chuyển động theo phương ngang theo chiều từ Tây sang Đông thì lực Lorenxơ tác dụng lên nó bằng trọng lượng của nó, biết khối lượng của proton là 1,67.10−27 kg và điện tích là 1,6.10−19 C. Lấy g = 10 m/s2, tính vận tốc của proton?

A. 3.10−3m/s B. 2,5.10−3m/s C. l,5.10−3 m/s D.

3,5.10−3m/s.

Câu 12.Đáp án nào sau đây là sai?

A. Lực tương tác giữa hai dòng điện song song bao giờ cũng nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện đó

B. Hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều, lực Lorenxơ nằm trong mặt phẳng chứa véctơ vận tốc của hạt

C. Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện đặt song song với đường sức từ có xu hướng làm quay khung

D. Lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện có phương vuông góc với đoạn dây đó.

Câu 13. Hỏi một hạt mang điện có thể chuyển động thẳng với vận tốc không đổi trong từ trường đều được không?

A. Có thể, nếu hạt chuyển động vuông góc với đường sức từ của từ trường đều B. Không thể, vì nếu hạt chuyển động luôn chịu lực tác dụng vuông góc với vận tốc C. Có thể, nếu hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều

D. Có thể, nếu hạt chuyển động hợp với đường sức từ trường một góc không đổi Câu 14. Chọn một đáp án sai:

A. Từ trường không tác dụng lực lên một điện tích chuyển động song song với đường sức từ

B. Lực từ sẽ đạt giá trị cực đại khi điện tích chuyển động vuông góc với từ trường C. Quỹ đạo chuyển động của electron trong từ trường là một đường tròn

D. Độ lớn của lực Lorenxơ tỉ lệ thuận với q và v

Câu 15.Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:

A. B. C. D.

Câu 16. Một hạt proton chuyển động với vận tốc v0 vào trong từ trường theo phương song song với đường sức từ thì

A. động năng của proton tăng B. vận tốc của proton tăng

C. hướng chuyển động của proton không đổi

D. tốc độ không đổi nhung hướng chuyển động của proton thay đổi.

Câu 17. Electron chuyển động trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,91 T. Tại thời điểm t = 0, eletron ở điểm O và vectơ vận tốc của nó vuông góc với từ trường và có độ lớn 4.106 m/s. Biết khối lượng và điện tích electron lần lượt là 9,1.10−31 kg và

−1,6.10−19 C. Thời điểm lần thứ 2019 electron cỏch o một khoảng 25 àm gần giỏ trị nào nhất sau đây?

A. 29,25 ns. B. 39,63 ns. C. 39,65 ns. D. 29,26 ns.

Câu 18.Một electron chuyển động thẳng đều theo phưong ngang trong một miền có từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B = 0,004 T và điện trường đều. Vectơ vận tốc của electron nằm trong mặt phẳng thẳng đứng P (mặt phẳng hình vẽ) có độ lớn v = 2.106 m/s; đường sức từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, chiều hướng ngoài vào trong. Vectơ

cường độ điện trường

A. có phương thẳng đứng, chiều dưới lên. B. ngược hướng với đường sức từ.

C. có độ lớn 8000 V/m. D. có độ lớn 800 V/m.

4. Vận dụng, tìm tòi mở rộng + Câu hỏi vận dụng

Hướng dẫn giao việc về nhà

+ Câu hỏi tìm tòi mở rộng Hướng dẫn giao việc về nhà

Tóm tắt những kiến thức cơ bản.

Ghi các bài tập về nhà.

Ký duyệt của TTCM .../.../2022.

TTCM

Ngày soạn: 30/12/2022