Bài giảng Vật lý 10 - Tiết 79: Lực Lorentz

KÍNH CHÀOTHẦY CÔ VÀ CÁC EMKIỂM TRA BÀI CŨXét khung dây ABCD hình chữ nhật có thể quay quanh trục 00’đặt trong từ trường đều. Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ. Cho dòng điện I chạy vào khung Câu hỏi 1: Lực từ tác dụng lên các cạnh của khung có phương và chiều như thế nào trong trường hợp mp khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ? Khi bị tác dụng lực từ thì khung chuyển động như thế nào? (hình 1) OO’ BABC D IIHình 1Trả lời :Aùp dụng quy tắc bàn tay trái cho các cạnh của khung thì thấy :F1 =F2 và F3 =F4 Các lực này không làm khung quay mà chỉ làm khung dãn ra ở vị trí cân bằng bền. Nếu dòng điện hoặc vectơ cảm ứng từ có chiều ngược lại thì các lực tác dụng lên khung làm khung co lại ở vị trí cân bằng không bền OO’ BABC D IIHình 1Xét khung dây ABCD hình chữ nhật có thể quay quanh trục 00’đặt trong từ trường đều. Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ. Cho dòng điện I chạy vào khung Câu hỏi 2: Lực từ tác dụng lên các cạnh của khung có phương và chiều như thế nào trong trường hợp mp khung dây song song với đường cảm ứng từ? Khi bị tác dụng lực từ thì khung chuyển động như thế nào? (hình 2)OO’ BABC DIHình 2OO’ BABC DIHình 2.+IFFTrả lời : Các lực từ tác dụng lên cạnh AB và CD bằng 0 vì B // l. Còn FAD =FBC =IBl. Theo quy tắc bàn tay trái thì hai lực này vuông góc với mp hình vẽ nhưng có chiều ngược nhau nên FAD và FBC tạo thành một ngẫu lực làm khung quay quanh trục OO’và về vị trí cân bằng bền Câu hỏi 3 : Nêu công thức Moment của lực từ khi khung co ùchuyển động quayXét khung dây ABCD hình chữ nhật có thể quay quanh trục 00’đặt trong từ trường đều. Mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ. Cho dòng điện I chạy vào khung Trả lời : Mômen lực M = Fd (d là cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực )Mômen ngẫu lực M = F.d (d là cánh tay đòn của ngẫu lực là khoảng cách giữa hai giá của ngẫu lực )Aùp dụng : FAD = FBC = IBl và AB = CD = a M = IBl.a với l.a = S (là diện tích của khung dây) Vậy M = IBSBÀI MỚITIẾT 79LỰC LORENTZLỰC LORENTZLỰC LORENTZCâu hỏi 1 : Dòng điện là gì ?Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điệnCâu hỏi 2 : Khi đặt dây dẫn mang dòng điện vuông góc với các đường cảm ứng từ thì hiện tượng gì xảy ra?Lực từ sẽ tương tác lên dây dẫn mang dòng điệnCâu hỏi 3 : Qua hai câu hỏi trên ta rút ra kết luận gì?Khi có các hạt mang điện chuyển động cắt ngang các đường cảm ứng từ thì các hạt mang điện đều bị tác dụng bởi lực từ. Lực tác dụng lên các hạt mang điện gọi là lực LORENTZLỰC LORENTZI – LỰC LORENTZLực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện chính là do lực từ tác dụng lên các electron chuyển động trong dây dẫn.Vậy, khi hạt mang điện chuyển động trong từ trường theo phương cắt các đường cảm ứng từ thì có lực từ tác dụng lên chúng, đó là lực LORENTZGHI CHÉPII – PHƯƠNG CỦA LỰC LORENTZPhương vuông góc với mặt phẳng chứa véc tơ vận tốc v của hạt và véc tơ cảm ứng từ BCâu hỏi 4 : Lực từ có phương như thế nào?Lực từ có phương vuông gocù với mặt phẳng chứa vectơ cảm ứng từ B và dây dẫnIII – CHIỀU CỦA LỰC LORENTZBFIĐặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều véc tơ vận tốc của hạt, ngón cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực Lorentz tác dụng lên các hạt mang điện dương và chỉ chiều ngược lại đối với các hạt mang điện âm.Câu hỏi 5 : Chiều của lực từ tuân theo qui tắc nào? hãy phát biểu qui tắcIII – CHIỀU CỦA LỰC LORENTZĐặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện ,khi đó ngón các choãi ra 90 độ sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn LỰC LORENTZI – LỰC LORENTZII – PHƯƠNG CỦA LỰC LORENTZGHI CHÉPBfv+I – LỰC LORENTZLỰC LORENTZIII- CHIỀU CỦA LỰC LORENTZII- PHƯƠNG CỦA LỰC LORENTZCâu hỏi 6: Độ lớn của lực từ được xác định bởi công thức nào?Aùp dụng : Hãy xác định lực LORENTZ trong các hình vẽ sau đây :+Bv-Bv+Bv-NS+v+Bv+F-Bv.F+Bv-FNS+v.FF = BIl. Câu hỏi 7 : Hãy định nghĩa cường độ dòng điệnCường độ dòng điện được đo bằng thương số của điện lượng q di chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời gian nhỏ t và khoảng thời gian đó : I = q/tIV- ĐỘ LỚN CỦA LỰC LORENTZGHI CHÉPI – LỰC LORENTZIII- CHIỀU CỦA LỰC LORENTZLỰC LORENTZIV- ĐỘ LỚN CỦA LỰC LORENTZII- PHƯƠNG CỦA LỰC LORENTZXét đoạn dây dẫn dài l mang dòng điện I đặt trong từ trường B. Lực tác dụng lên cả đoạn dây là : F = BIl (1).Với I=q/tMà :q = Ne (với N là số hạt mang điện có trong đoạn dây dẫn)Nên : I = Ne/t (2)Thay (2) vào (1) ta có : F = NeBl/tMà v = l/t => F = NeBvVậy lực tác dụng lên mỗi hạt là :GHI CHÉPfL = Bev.Nếu vectơ cảm ứng từ B hợp với vectơ vận tốc v một góc  ta có công thức tổng quát :fL = BqvSinNếu  = 90o  fmax = qvBNếu  = 0  fmin = 0CỦNG CỐ BÀI 1/ Nhắc lại phương, chiều và độ lớn của lực LORENTZ2/ Áp dụng để giải các bài toán 5,6 trang 171/sgkKÍNH CHÀO VÀ CHÚC SỨC KHOẺ CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EMKÍNH CHÀO VÀ CHÚC SỨC KHOẺ CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EMKÍNH CHÀO VÀ CHÚC SỨC KHOẺ CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM