Lực lorenxơ là gì? Công thức, cách xác định và bài tập lực lorenxơ

5 Tháng Chín, 2023 106 Tuyentb

Lực lorenxơ là gì? Công thức tính lực lorenxơ như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn về lực lorenxơ trong nội dung bài viết dưới đây.

Lực Lorenxơ là gì?

Trong vật lý và điện từ học, lực lorenxơ là lực tổng hợp của lực điện và lực từ tác dụng lên một điện tích chuyển động nằm trong trường điện từ. Định luật này còn được phát biểu rằng nếu hạt có điện tích chuyển động với vận tốc v và điện trường E trong từ trường B; thì nó chịu lực tác động lên nó.

Khi đó, Lorenxơ từ trường có từ cảm B, tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v và có phương của lực Lorenxơ vuông góc với v và B, chiều của lực tuân theo quy tắc bàn tay trái.

Khái niệm lực lorenxo

Khái niệm lực lorenxo

Các đặc điểm của lực Lorenxơ:

  • Điểm đặt: tại điện tích q
  • Chiều: Chiều của lực lorenxơ được xác định bằng quy tắc bàn tay trái. 

(Quy tắc bàn tay trái đó là: Đặt bàn tay trái mở rộng sao cho các đường sức từ có thể xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của vectơ vận tốc. Ngón cái choãi ra chỉ song song theo chiều của lực lorenxơ tác dụng lên các hạt mang theo điện tích dương và chỉ chiều ngược lại nếu hạt mang điện tích âm)

Lực Lorenxơ là gì?

Lực Lorenxơ là gì?

Công thức tính, đơn vị đo lực Lorenxơ

Lực Lo-ren-xơ dưới tác dụng của từ trường có cảm ứng từ B tác dụng lên một hạt điện tích q0 và chuyển động với vận tốc V  . Trong đó:

  • Có phương vuông góc với V và B;
  • Chiều của lực Lo-ren-xơ được xác định theo quy tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, còn chiều từ cổ tay cho đến ngón giữa là chiều của V khi q0 > 0, ngược lại chiều V khi q0 < 0. Khi đó, chiều của lực Lo-ren-xơ sẽ là chiều ngón cái choãi ra;
Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc bàn tay trái

  • Độ lớn được tính bằng công thức: f = |q0|vBsinα.

Trong đó:

  • f: là độ lớn lực Lorenxơ với đơn vị là Niu tơn (N);
  • q0 là điện tích với đơn vị là  Cu lông (C);
  • α là góc giữa vectơ cảm ứng từ B và vecto vận tốc V ; 
  • v là vận tốc của hạt điện tích với đơn vị là m/s.

Cách xác định lực Lorenxơ như thế nào?

Các chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều

Với hạt điện tích q0, khối lượng m bay vào một từ trường đều B, cho vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường. Vậy ta có quỹ đạo của một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường đó có bán kính là:

R=mv|q0|BR=mv|q0|B

Lực từ động

  • Lực từ động hay còn gọi là lực từ, đôi khi là lực Lorenxơ, có phương vuông góc với phương chuyển động của hạt mang điện. Lực này làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của hạt mang điện. Do đó, nếu hạt mang điện chuyển động theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ, thì hạt đs sẽ chuyển động theo quỹ đạo trong. Còn nếu hạt chuyển động không vuông góc với đường cảm ứng từ thì quỹ đạo của nó sẽ là hình xoắn ốc.
Lực tác động từ trường có thành phần là lực Lorenxơ

Lực tác động từ trường có thành phần là lực Lorenxơ

  • Lực tác động của từ trường lên dòng điện có thành phần là lực Lorenxơ.
  • Lực từ giữa các cực của nam châm là tổng hợp lực gây ra bởi từ trường của nam châm lên các hạt electron chuyển động quanh nguyên tử của nam châm đó, về bản chất đó cũng là thành phần của lực Lorenxơ:

F=q(E+v.B)

Một số bài tập về lực Lorenxơ

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 của electron là:

 Pe = 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

Pe < f  vì vậy có thể bỏ qua trọng lượng đối với độ lớn của 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  = |qp|.v.B.sin900 = 1,6.10-19.5000 .0,5 = 4.10-16 N

Đáp án: 4.10-16 N

Trên đây là nội dung bài viết lực Lorenxơ là gì? Công thức, cách xác định lực Lorenxơ, cũng như một số bài tập cơ bản để bạn có thể nắm rõ phần kiến thức này. Để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức toán học, vật lý….hãy thường xuyên truy cập vào sieusach.info nhé!

Xem thêm:

Bài viết liên quan