Trong một từ trường đều

Giải Vật lý Bài 22: Lực Lo-ren-xơ

 

Bài 8* trang 138 SGK Vật Lí 11: Trong một từ trường đều có $\overrightarrow{B}$ thẳng đứng, cho một dòng các ion bắt đầu đi vào từ trường từ điểm A và đi ra tại C sao cho AC là $\frac{1}{2}$ đường tròn trong mặt phẳng ngang. Các ion có cùng điện tích, cùng vận tốc đầu. Cho biết khoảng cách AC giữa điểm đi vào và điểm đi ra đối với ion C₂ H₅ O⁺ là 22,5cm. Xác định khoảng cách AC đối với các ion C₂ H₅ OH⁺, C₂ H₅ ⁺, OH⁺, CH₂ OH⁺, CH₃⁺, CH₂⁺.

Lời giải:

Vì các ion có cùng điện tích nên lực Lo-ren-xơ tác dụng lên chúng giống nhau: $f=\left|q_0\right|.B.v$ mà $f=\frac{m.v^2}{R}$

Nên: 

$$\begin{gathered} \frac{m_1.v_1^2}{R_1}=\frac{m_2.v_2^2}{R_2} \\ \iff \frac{m_1.v_1}{R_1}.v_1=\frac{m_2.v_2}{R_2}.v_2 \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \iff \left|q_0\right|.B.v_1=\left|q_0\right|.B.v_2 \\ \iff v_1=v_2 \end{gathered}$$

Vậy mọi hạt đều có vận tốc lúc ra khỏi từ trường giống nhau v

Trong từ trường đều B, ion C₂H₅O⁺ (m₁ = 45đvC) chuyển động tròn với bán kính R₁.

Ta có: 

$A{C}_1=2R_1=\frac{2m_1.v}{\left|q_0\right|.B}=22,5cm$

- Đối với ion C₂H₅OH (m₂ = 46đvC):

$$\begin{gathered} =>A{C}_2=2R_2 \\ =\frac{2m_2.v}{\left|q_0\right|.B} \\ =\frac{m_2}{m_1}.AC{ \\ }_1=23cm \end{gathered}$$

- Đối với ion C₂H₅⁺ (m₃ = 29đvC):

$$\begin{gathered} \Rightarrow A{C}_3=2R_3=\frac{2m_3.v}{\left|q_0\right|.B}=\frac{m_3}{m_1}.A{C}_1 \\ =\frac{29}{45}.A{C}_1=14,5cm \end{gathered}$$

- Đối với ion OH⁺ (m₄ = 17đvC)

$$\begin{gathered} \Rightarrow A{C}_4=2R_4=\frac{2m_4.v}{\left|q_0\right|.B}=\frac{m_4}{m_1}.A{C}_1 \\ =\frac{17}{45}.A{C}_1=8,5cm \end{gathered}$$

- Đối với ion CH₂OH⁺ (m₅ = 31đvC)

$$\begin{gathered} \Rightarrow A{C}_5=2R_5=\frac{2m_5.v}{\left|q_0\right|.B}=\frac{m_5}{m_1}.A{C}_1 \\ =\frac{31}{45}.A{C}_1=15,5cm \end{gathered}$$

- Đối với ion CH₃⁺ (m₆ = 15đvC)

$$\begin{gathered} \Rightarrow A{C}_6=2R_6=\frac{2m_6.v}{\left|q_0\right|.B}=\frac{m_6}{m_1}.A{C}_1 \\ =\frac{15}{45}.A{C}_1=7,5cm \end{gathered}$$

- Đối với ion CH₂⁺ (m₇ = 14đvC)

$$\begin{gathered} \Rightarrow A{C}_7=2R_7=\frac{2m_7.v}{\left|q_0\right|.B}=\frac{m_7}{m_1}.A{C}_1 \\ =\frac{14}{45}.A{C}_1=7cm \end{gathered}$$

Xem thêm lời giải bài tập Vật lý lớp 11 hay, chi tiết khác:

C1 trang 136 sgk Vật lý lớp 11: Khi nào lực Lo-ren-xơ bằng vectơ $\overrightarrow{0}$...

C2 trang 136 sgk Vật lý lớp 11: Xác định lực Lo-ren-xơ trên hình 22.4...

C3 trang 137 sgk Vật lý lớp 11: Hình 22.6 là quỹ đạo tròn của một electron trong một mặt phẳng vuông góc với từ trường đều B...

C4 trang 137 sgk Vật lý lớp 11: Chứng tỏ chu kỳ đó không phụ thuộc vận tốc hạt...

Bài 1 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Lực Lo-ren-xơ là gì...

Bài 2 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Phát biểu quy tắc bàn tay trái cho lực Lo-ren-xơ...

Bài 3 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Lực Lo-ren-xơ...

Bài 4 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Hạt êlectron bay vào trong một từ trường đều theo hướng của từ trường...

Bài 5 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Khi độ lớn của vận tốc tăng gấp đôi thì bán kính quỹ đạo là bao nhiêu...

Bài 6 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: So sánh lực điện và lực Lo-ren-xơ cùng tác dụng lên một điện tích...

Bài 7 trang 138 sgk Vật lý lớp 11: Xác định tốc độ proton...

Lý thuyết Lực Lo-ren-xơ

Trắc nghiệm Lực Lo-ren-xơ có đáp án