Định nghĩa lực Lo-Ren-Xơ...
I. Lực Lo-Ren-Xơ
1. Định nghĩa lực Lo-Ren-Xơ
Ta biết rằng dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron. Khi dây dẫn có dòng điện được đặt trong một từ trường, người ta giải thích lực từ tác dụng lên đẩy dây dẫn chính là tổng hợp các lực do từ trường tác dụng lên các êlectron chuyển 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-xơ
Ta biết lực từ
F = IlBsinα
Ở đây, ta giả thiết từ trường
α là góc tạo bởi
Giả sử no là mật độ 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
Vậy (22.1) cho ta công thức xác định lực Lo-ren-xơ:
F = qovBsinα) (22.2)
So sánh về hướng, ta nhận thấy
Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ
a) Có phương góc với
b) Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ ty đến ngón giữa là chiều của
c) Có độ lớn f = |qo|vBsinα
trong đó α là góc tạo bởi
II. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
1. Chú ý quan trọng
Giả sử một hạt điện tích qo khối lượng m chuyển động dưới tác dụng duy nhất của lực Lo-ren-xơ. Khi đó, lực tác dụng
2. Chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều
Bây giờ ta hãy khảo sát chuyển động của một hạt điện tích qo khối lượng m trong một từ trường đều
Với
Kết quả cho thấy tọa độ của vận tốc
Trong mặt phẳng đó, lực Lo-ren-xơ luôn vuông góc với vận tốc
với R là bán kính cong của quỹ đạo.
Vì độ lớn của vận tốc không đổi nên bán kính cong R của quỹ đạo không đổi, nói các khác quỹ đạo là một đường tròn.
Kết luân: Quỹ đạo của một hạt điện tích trong từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính (cho bởi công thức (22.5)):
trong đó, m là khối lượng của điện tích chuyển động.
