Vật lí lớp 11 công thức lực lorenxơ là lí thuyết thuộc chủ đề vật lí lớp 11 từ trường, cảm ứng từ
Lưc Lorenxơ là gì?
Là lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường, Lực Lorenxơ $\vec{f_L}$ có phương chiều hợp với véc tơ cảm ứng từ $\vec{B}$, véc tơ vận tốc $\vec{v}$ theo quy tắc tam diện thuận.
Công thức tính lực Lorenxơ:
\[f_{L}=|q|.v.B.\sin\alpha\]
Trong đó:
- $f_{L}$: lực Lo-ren-xơ (N)
- q: điện tích (C)
- B: cảm ứng từ (T)
- α=\[(\vec{B},\vec{v})\]
Cách xác định lực Lorenxơ:
Điểm đặt lực Lorenxơ: tại điện tích tác dụng
Phương chiều của lực Lorenxơ: Tuân theo quy tắc tay phải 2
- Cảm ứng từ $\vec{B}$ xuyên vào lòng bàn tay
- Chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều $\vec{v}$ (hướng chuyển động của điện tích)
- Điện tích q > 0 → ngón cãi choãi ra 90° chỉ chiều của lực Lorenxơ
- Điện tích q < 0 → chiều của lực Lorenxơ ngược với chiều của ngón cái.
Thí nghiệm về lực Lorenxơ trong thực tế
Bài tập áp dụng công thức lực Lorenxơ
Bài tập 1: Một e bay vào trong từ trường đều với vận tốc 2.106m/s vuông góc với từ trường có độ lớn 0,2T. Tính độ lớn của lực Lo-ren-xơ, biết e=-1,6.10-19C
Bài tập vận dụng công thức lực Lorenxơ
\[f_{l}=|q|.v.B.\sin\alpha\]=64.10-15N
Bài tập 2: e khối lượng 9,1.10$^{-31}$kg, chuyển động với vận tốc 107m/s vuông góc trong từ trường đều. Quỹ đạo của e là đường tròn bán kính 20mm. Tính độ lớn cảm ứng từ.
Bài tập vận dụng công thức lực Lorenxơ
\[R=\dfrac{mv}{|q|B}\] => B=2,84.10-3T
Bài tập 3: Điện tích 10-6C khối lượng 10-4g chuyển động vuông góc trong từ trường đều cảm ứng từ B=0,2T. Tinh chu kỳ chuyển động của điện tích trên.
Bài tập vận dụng công thức lực Lorenxơ
Chuyển động của điện tích q là chuyển động tròn đều =>
chu kỳ chuyển động=thời gian điện tích chuyển động được 1 vòng tròn.
\[R=\dfrac{mv}{|q|B}\] =\[\dfrac{m.R.\omega}{|q|B}\]
=> ω=2 => T=2π/ω=π (s)
Lực Lorentz là một trong những khái niệm quan trọng trong điện từ học và có nhiều ứng dụng thực tế trong vật lí và kỹ thuật. Một số ứng dụng phổ biến nhất của lực lượng Lorentz bao gồm:
- Máy gia tốc hạt: Lực Lorentz đóng vai trò trung tâm trong hoạt động của máy gia tốc hạt, được sử dụng để tăng tốc các hạt lên năng lượng cao. Điện trường và từ trường được sử dụng để điều khiển và tập trung các hạt khi chúng di chuyển qua máy gia tốc.
- Động cơ điện: Lực Lorentz là nguyên lý cơ bản cho phép động cơ điện hoạt động. Một dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường chịu tác dụng của một lực vuông góc với cả hướng của dòng điện và hướng của từ trường, làm cho dây chuyển động. Bằng cách sắp xếp các dây theo một cách cụ thể, chuyển động này có thể được khai thác để tạo ra chuyển động quay động cơ điện.
- Đệm từ trường: Lực Lorentz cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng bay lên từ trường, trong đó một nam châm lơ lửng giữa không trung bên trên một vật liệu siêu dẫn. Khi một nam châm được đặt gần một chất siêu dẫn, nó sẽ tạo ra một dòng điện tuần hoàn tạo ra một từ trường ngược với từ trường ban đầu, tạo ra một lực đẩy làm nam châm bay lên.
- Ống tia âm cực: Ống tia âm cực được sử dụng trong nhiều loại màn hình điện tử, chẳng hạn như tivi cũ và màn hình máy tính. Lực Lorentz được sử dụng để làm lệch chùm tia điện tử khi nó di chuyển qua ống, cho phép chùm tia được hướng tới các phần cụ thể của màn hình.