Proton bay vào từ trường đều theo phương vuông góc với đường sức từ có quỹ đạo như thế nào
Bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trường Show
Chương IV: Bếp từ, nguyên tắc hoạt động, ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ (Đọc thêm) Bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trường. Các dạng bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trường. Phương pháp giải bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trường chương trình vật lý lớp 11 cơ bản, nâng cao. Tóm tắt lý thuyết Công thức tính độ lớn lực Lo-ren-xơ fl=|q|.v.B.sinαfl=|q|.v.B.sinα Trong đó:
Bán kính quỹ đạo của điện tích chuyển động vuông góc trong từ trường đều R=mv|q|BR=mv|q|B Trong đó:
Bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trường Hướng dẫn fl=|q|.v.B.sinαfl=|q|.v.B.sinα=64.10-15N Bài tập 2: e khối lượng 9,1.10-31kg, 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. Hướng dẫn R=mv|q|BR=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. Hướng dẫn 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=mv|q|BR=mv|q|B =m.R.ω|q|Bm.R.ω|q|B => ω=2 => T=2π/ω=π (s) Bài tập 4: Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0 được gia tốc bằng một hiệu điện thế 500V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ, có cảm ứng từ 0,2T. Xác định bán kính quĩ đạo của electron (trong đó e = -1,6.10-19C; me = 9,1.10-31kg) Hướng dẫn Áp dụng định lý động năng Wđ2 Wđ1=A => 0,5mv2 0=|e|.U (1) R=mv|e|BR=mv|e|B (2) từ (1) và (2) => R = 3,77.10-3m Bài tập 5: Một e có vận tốc 2.105m/s đi vào trong điện trường đều vuông góc với đường sức điện trường có cường độ 104V/m. Để cho e chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường. Hãy xác định véc tơ cảm ứng từ và độ lớn cảm ứng từ. Hướng dẫn Bài tập 6: Một electron bay với vận tốc v vào trong từ trường đều có cảm ứng từ theo phương hợp với đường cảm ứng một góc α. Xác định quỹ đạo chuyển động của e và đặc điểm của quỹ đạo trong các trường hợp sau: Hướng dẫn a/ α=0 => Fl=0 => e chuyển động thẳng đều với vận tốc theo phương của FF b/ α=90o => Fl=|e|vBsin90o=|e|vB => e chuyển động trên quỹ đạo là đường tròn bán kính R=mv|e|BR=mv|e|B c/ 0o < α < 90o vv được phân tích thành hai chuyển động: + v1v1 BB làm e chuyển động tròn đều có bán kính R=mv1|e|B=mvsinα|e|BR=mv1|e|B=mvsinα|e|B + v2v2 // BB làm e chuyển động thẳng đều với quãng đường h=v2.t=v.t.cosα Thời gian để e chuyển động được 1 vòng tròn t=2πRv12πRv1=2πm|e|B2πm|e|B => h=2πm|e|B.vcosα2πm|e|B.vcosα => quỹ đạo của e là đường xoắn ốc. Bài tập 7: Một e và một hạt α sau khi được tăng tốc bằng hiệu điện thế 1000V bay vào trong từ trường đều có cảm ứng từ 2T theo phương vuông góc với các đương sức từ như hình vẽ. Hỏi ngay sau khi bay vào trong từ trường các hạt sẽ bay lệch về phía nào. Tính lực Lorenxơ tác dụng lên các hạt đó. Hướng dẫn Áp dụng định lý động năng ta có 0,5meve2 = |e|U => ve 0,5mαvα2 = |α|U => vα Bài tập 8: Hạt mang điện q > 0 chuyển động trong từ trường của một dòng điện có cường độ 20A như hình vẽ. Hạt mang điện chuyển động theo song song với dây dẫn, cách dây dẫn một đoạn 5cm. Hướng dẫn a/ B=2.10-7.I/r=8.10-5T b/ Fl=|q|vB => q=2.10-5C c/ áp dụng qui tắc bàn tay phải 1 => chiều của cảm ứng từ, áp dụng qui tắc bàn tay trái 2 => phương chiều của lực Lo-ren-xơ Fl=|q|vB=4.10-9N Bài tập 9. a/Một electron chuyển động với vận tốc đầu vo = 107m/s, trong từ trường đều B = 0,1T, sao cho véc tơ vo hợp với véc tơ B một góc 30o. Tính lực lorenxơ. Hướng dẫn Bài tập 10. a/ Biết một electron có khối lượng m = 9,1.10-31kg, chuyển động với vận tốc ban đầu vo = 107m/s trong một từ trường đều vuông góc với đường sức từ. Quỹ đạo của electron là đường tròn bán kính R = 20mm. Tính B Hướng dẫn Bài tập 11. Một electron có vận tốc v = 2.105m/s đi vào trong điện trường đều E vuông góc với đường sức điện như hình vẽ. Để cho electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường. Xác định véc tơ cảm ứng từ. Hướng dẫn Bài tập 12. Một proton bay vào trong từ trường đều theo phương hợp với đường sức từ góc α. Vận tốc ban đầu của proton v = 3.107 m/s và từ trường có cảm ứng từ B = 1,5T. Biết q = 1,6.10-19C. Tính độ lớn của lực lorenxơ trong các trường hợp sau Hướng dẫn Bài tập 13. Một electron bay vào trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,8.106m/s thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn f1 = 2.10-6N. Nếu vận tốc v2 = 4,5.107m/s thì độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là bao nhiêu. Hướng dẫn Bài tập 14. Một hạt có điện tích q bay vuông góc vào vùng từ trường đều với tốc độ v biết B, lực lorenxơ là f. Hướng dẫn Bài tập 15. Bắn một electron với vận tốc đâu v theo phương vuông góc với đường sức từ trường đều B = 2T, bán kính quỹ đạo tròn r = 0,5cm. Tính b biết e = -1,6.10-19C; m = 9,1.10-31kg. Hướng dẫn Bài tập 16. Sau khi được gia tốc bởi hiệu điện thế U = 150V, người ta cho e chuyển động song song với dây dẫn điện dài vô hạn, cường độ I = 10A, cách dây dẫn 5mm (hình vẽ). Xác định lực lorenxơ tác dụng lên e. Biết e = -1,6.10-19C; m = 9,1.10-31kg Hướng dẫn Bài tập 17. Một điện tích âm bắn vào điện trường đều E = 103V/m theo phương vuông góc với đướng sức điện với v = 2.106m/s. Để hạt chuyển động thẳng đều đồng thời với điện trường nói trên và từ trường đều thi phương, chiều và độ lớn cảm ứng từ phải như thế nào? Hướng dẫn Bài tập 18. một chùm hạt α có vận tốc ban đầu không đáng kể được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 106V. Sau khi tăng tốc chùm hạt bay theo phương vuông góc vào từ trường đều cảm ứng từ B = 1,8T. Hướng dẫn Bài tập 19. một hạt khối lượng m mang điện tích e, bay vào từ trường đều theo phương vuông góc với vận tốc v. Xác định bán kính quỹ đạo chuyển động tròn biết B = 0,4T, m = 1,67.10-27kg, q = 1,6.10-19C, v = 2.106m/s. Hướng dẫn Bài tập 20. Một proton chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường đều với bán kính quỹ đạo là 5m, dưới tác dụng của từ trường đều B = 2.10-2T. Cho biết khối lượng hạt proton là 1,672.10-27kg, điện tích là 1,6.10-19C xác định Hướng dẫn Bài tập 21. Một hạt e có năng lượng ban đầu W = 2,49.10-18J bay vào trong một từ trường đều có B = 5.10-5T theo hướng vuông góc với các đường sức thì hạt chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính r. Cho biết khối lượng của e là 9,1.10-31kg hãy xác định Hướng dẫn Bài tập 22. Sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế U trong ống phát, e được phóng theo phương Ox để rồi sau đó phải bắn trúng điểm M ở các O khoảng d. Tìm dạng quỹ đạo của e và cường độ cảm ứng từ B trong trường hợp sau. Hướng dẫn Bài tập 23. Một proton đi vào vùng không gian có bề rộng d =4.10-2m và có từ trường đều B1 = 0,2T. Sau đó proton đi tiếp vào vùng không gian cũng có bề rộng d nhưng từ trường B2 = 2B1. Ban đầu proton có vận tốc vuông góc với mặt biên của vùng không gian có từ trường. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Cho khối lượng của proton mp = 1,67.10-27kg, điện tích của proton q = 1,6.10-19C. Hướng dẫn Thảo luận cho bài: Chương IV: Bài tập lực Lo-ren-xơ, chuyển động của điện tích trong từ trườngBài viết cùng chuyên mục
|