Lý thuyết lực Lo-Ren-Xơ>

I. Lực Lo-Ren-Xơ1. Định nghĩa lực Lo-Ren-XơTa biết rằng dòng điện trong sắt kẽm kim loại là dòng chuyển dời có hướng của những êlectron. Khi dây dẫn có dòng điện được đặt trong một từ trường, người ta lý giải lực từ tính năng lên dây dẫn chính là tổng hợp những lực do từ trường công dụng lên những êlectron hoạt động tạo thành dòng điện .

Một cách tổng quát: Mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực từ này được gọi là lực Lo-ren-xơ (Lorentz). Có thể làm những thí nghiệm chứng minh hiện tượng này.

2. Xác định lực Lo-ren-xơTa biết lực từ \ ( \ overrightarrow { F } \ ) tính năng lên thành phần dòng điện I \ ( \ overrightarrow { l } \ ) = I \ ( \ widehat { M_ { 1 } M_ { 2 } } \ ) có phương vuông góc với \ ( \ overrightarrow { l } \ ) và \ ( \ overrightarrow { B } \ ), có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn được xác lập bởi công thức :F = IlBsinαỞ đây, ta giả thiết từ trường \ ( \ overrightarrow { B } \ ) là đều. Lực từ \ ( \ overrightarrow { F } \ ) là tổng hợp những lực Lo-ren-xơ công dụng lên những hạt điện tích q0 hoạt động cùng cới tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ) tạo thành dòng điện theo chiều \ ( \ overrightarrow { v } \ ). Như vậy, lực tổng hợp phân loại đều cho những hạt điện tích. Nếu N là tổng số hạt điện tích trong thành phần dòng điện thì lực Lo-ren-xơ công dụng lên mỗi hạt điện tích cho bởi :\ ( f = \ frac { F } { N } = \ frac { Il } { N } Bsin \ alpha \ ) ( 22.1 )α là góc tạo bởi \ ( \ overrightarrow { B } \ ) và \ ( \ overrightarrow { l } \ ) = \ ( \ overline { M_ { 1 } M_ { 2 } } \ ) .Giả sử no là tỷ lệ hạt điện tích trong dây dẫn, S là tiết diện dây dẫn thì :N = no x thể tích dây dẫn = no x Sl

I = qo ( Svno )Và \ ( \ frac { Il } { N } = \ frac { q_ { o } Svn_ { o } l } { n_ { o } Sl } = q_ { o } v \ )Vậy ( 22.1 ) cho ta công thức xác lập lực Lo-ren-xơ :F = qovBsinα ) ( 22.2 )So sánh về hướng, ta nhận thấy \ ( \ overrightarrow { l } \ ) và \ ( \ overrightarrow { v } \ ) cùng hướng khi qo > 0 và ngược hướng khi qo < 0. Vậy hoàn toàn có thể Kết luận :Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ \ ( \ overrightarrow { B } \ ) tính năng lên một hạt điện tích qo hoạt động với tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ) :a ) Có phương góc với \ ( \ overrightarrow { v } \ ) và \ ( \ overrightarrow { B } \ ) ;b ) Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái : Để bàn tay lan rộng ra sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của \ ( \ overrightarrow { v } \ ) khi qo > 0 và ngược chiều \ ( \ overrightarrow { v } \ ) khi qo < 0. Lúc đó, chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra .

c ) Có độ lớn f = | qo | vBsinαtrong đó α là góc tạo bởi \ ( \ overrightarrow { v } \ ) và \ ( \ overrightarrow { B } \ ) .II. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều1. Chú ý quan trọngGiả sử một hạt điện tích qo khối lượng m hoạt động dưới công dụng duy nhất của lực Lo-ren-xơ. Khi đó, lực tính năng \ ( \ overrightarrow { f } \ ) luôn luôn vuông góc với tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ), do đó hiệu suất tức thời của lực tính năng : P = \ ( \ overrightarrow { f }. \ overrightarrow { v } \ ) luôn bằng 0. Vậy động năng của hạt ( theo định lý biến thiên động năng ) được bảo toàn, nghĩa là độ lớn tốc độ của hạt không đổi, hoạt động của hạt là hoạt động đều .2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đềuBây giờ ta hãy khảo sát hoạt động của một hạt điện tích qo khối lượng m trong một từ trường đều \ ( \ overrightarrow { F } \ ) với giả thiết là tốc độ của hạt vuông góc với từ trường. Giả thiết hạt chịu tính năng duy nhất của từ trường, phương trình hoạt động của hạt được viết : \ ( m \ overrightarrow { a } = \ overrightarrow { f } \ ) ( 22.4 )

Với \ ( \ overrightarrow { f } \ ) được xác lập theo hình 22.3 .Kết quả cho thấy tọa độ của tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ) theo phương z không đổi khác. Vì lúc đầu ( t = 0 ) : vz = 0 ( tốc độ đầu vuông góc với \ ( \ overrightarrow { B } \ ) ) nên ta luôn có vz = 0, nghĩa là vectơ tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ) luôn nằm trong mặt phẳng Oxy : Chuyển động của hạt điện tích là hoạt động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường .Trong mặt phẳng đó, lực Lo-ren-xơ luôn vuông góc với tốc độ \ ( \ overrightarrow { v } \ ), nghĩa là đóng vai trò lực hướng tâm :\ ( f = \ frac { mv ^ { 2 } } { R } \ ) = | qo | vB ( 22.5 )với R là nửa đường kính cong của quỹ đạo .Vì độ lớn của tốc độ không đổi nên nửa đường kính cong R của quỹ đạo không đổi, nói những khác quỹ đạo là một đường tròn .Kết luân : Quỹ đạo của một hạt điện tích trong từ trường đều, với điều kiện kèm theo tốc độ khởi đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có nửa đường kính ( cho bởi công thức ( 22.5 ) ) :\ ( R = \ frac { mv } { | q_ { o } | B } \ ) ( 22.6 )

trong đó, m là khối lượng của điện tích chuyển động.

Sơ đồ tư duy về Lực Lo-ren-xơ

Loigiaihay.com

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật