Công thức tính lực Lorenxơ hay nhất - Vật lý lớp 11

1. Định nghĩa

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.

Lực Lo ren xơ tác dụng lên hạt mang điện dương	Lực Lo ren xơ tác dụng lên hạt mang điện âm

2. Công thức – đơn vị đo

Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ tác dụng lên một hạt điện tích q₀ chuyển động với vận tốc $\overrightarrow{v}$:

+ Có phương vuông góc với $\overrightarrow{v}$ và $\overrightarrow{B}$;

+ Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của $\overrightarrow{v}$ khi q₀ > 0 và ngược chiều $\overrightarrow{v}$ khi q₀ < 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra;

+ Có độ lớn: f = |q₀|vBsina.

Trong đó:

+ f là độ lớn lực Lorenxo, có đơn vị Niu tơn (N);

+ q₀ là điện tích, có đơn vị Cu lông (C);

+ v là vận tốc của hạt điện tích, có đơn vị m/s;

+ α là góc giữa vecto vận tốc $\overrightarrow{v}$ và vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$.

3. Mở rộng

    Khi một hạt điện tích q₀ khối lượng m chuyển động dưới tác dụng duy nhất của lực Lorenxơ thì lực Lorenxo đóng vai trò lực hướng tâm và chuyển động của hạt là chuyển động đều.

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: So sánh trọng lượng của hạt electron với độ lớn của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích này khi nó bay với vận tốc 2,5.10⁷ m/s theo phương vuông góc với các đường sức của từ trường đều có cảm ứng từ 2,0.10^-4 T. Electron có khối lượng m = 9,1.10^-31 kg và điện tích -e = -1,6.10^-19 C. Lấy g = 9,8 m/s².

Bài giải:
Trọng lượng cuả electron là:

 P_e = mg = 9,1.10^-31.10 = 9,1.10^-30 N

Lực Lorenxơ tác dụng lên electron là:

 f  = |e|vB.sin90⁰ = 1,6.10^-19.2,5.10⁷ .2.10^-4 = 8.10^-16 N

P_e << f  vì vậy có thể bỏ qua trọng lượng đối với độ lớn cuả lực Lorenxơ.

Bài 2: Bắn vuông góc một proton có điện tích +1,6.10^-19 C vào một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T. Biết proton có vận tốc v = 5000 m/s. Hãy tính độ lớn lực Lorenxo tác dụng lên proton.

Bài giải:

Lực Lorenxơ tác dụng lên proton là:

 f  = |q_p|.v.B.sin90⁰ = 1,6.10^-19.5000 .0,5 = 4.10^-16 N

Đáp án: 4.10^-16 N