Giải bài tập SGK Vật lý 12 11 nâng cao Bài 32: Lực lo-ren-xơ

Chọn câu đúng.

Phương của lực Lo-ren-xơ

A.  trùng với phương của vectơ cảm ứng từ.

B. trùng với phương của vectơ vận tốc của hạt.

C. vuông góc với đường sức từ nhưng trùng với phương của vận tốc của hạt.

D. vuông góc với cả đường sức từ và vectơ vận tốc của hạt.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được đặc điểm về phương của lực Lo-ren-xơ 

Hướng dẫn giải

- Phương của lực Lo-ren-xơ vuông góc với cả đường sức từ và vectơ vận tốc của hạt

- Chọn D

Chọn câu đúng.

Chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động tròn trong từ trường

A. hướng về tâm của đường tròn quỹ đạo chỉ khi q > 0.

B. hướng về tâm của đường tròn quỹ đạo chỉ khi q < 0.

C. luôn luôn hướng về tâm của đường tròn quỹ đạo.

D. chưa kết luận được vì chưa biết dấu của điện tích và chiều của vectơ \(\vec B\) luôn luôn hướng về tâm của đường tròn quỹ đạo

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về lực Lo-ren-xơ để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

- Chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động tròn trong từ trường 

- Chọn C

Một êlectron bay vào trong từ trường đều \(\vec B\) với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_o}} \) vuông góc với \(\vec B\) 

 a) Coi \(\overrightarrow {{v_o}} \) nằm trong mặt phẳng hình vẽ,  \(\vec B\) vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Hãy vẽ chiều của vectơ lực Lo-ren-xơ \(\vec f\)tác dụng lên êlectron.

b) Tính độ lớn của \(\vec f\)nếu v = 2.10⁵ m/s và B = 0,2T.

c) So sánh giá trị tính được với trọng lượng của êlectron. Nêu nhận xét.

Cho biết: Khối lượng của êlectron bằng 9,1.10^-31kg.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

\(f = \left| q \right|{v_0}B\) để tính lực Lo-ren-xơ

- Áp dụng công thức: P=mg để tính trọng lượng của e

Hướng dẫn giải

- Độ lớn lực Lo-ren-xơ:

\(\begin{array}{l} \left| q \right|{v_0}B\:({\rm{ vì \;}}\alpha = {90^ \circ })\\ f = {1,6.10^{ - 19}}{.2.10^5}.0,2 = {6,4.10^{ - 15}}\left( N \right) \end{array}\)

- Trọng lượng của electron:

\(\begin{array}{l} {\rm{P}} = mg = {9,1.10^{ - 31}}.10 = {9,1.10^{ - 30}}\left( N \right)\\ \: = > f > P \end{array}\)

 Trọng lượng electron không đáng kể so với lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt electron.

Một prôtôn bay vào trong từ trường đều theo phương hợp với đường sức từ một góc  30°. Vận tốc ban đầu của prôtôn bằng v = 3.10⁷ m/s và từ trường có cảm ứng từ B = 1,5T. Tính độ lớn của lực Lo-ren-xơ.

Phương pháp giải

Tính lực Lo-ren-xơ theo công thức:

\(f = \left| q \right|vBsin\alpha \)

Hướng dẫn giải

Proton có q = 1,6.10^-19 (C)

\(\alpha = \left( {\vec v,\vec B} \right) = {30^ \circ }\)

v = 3.10⁷(m/s); B = 1,5 (T)

- Lực Lo-ren-xơ có độ lớn:

\(\begin{array}{l} f = \left| q \right|vBsin\alpha \\ = {1,6.10^{ - 19}}{.3.10^7}.1,5\sin {30^ \circ } = {3,6.10^{ - 12}}\left( N \right) \end{array}\)