Hãy thảo luận về tác dụng của điện trường đều lên chuyển động của điện tích bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện:
a) Ảnh hưởng như thế nào đến vận tốc của chuyển động?
b) Từ đó dự đoán dạng quỹ đạo chuyển động.
Mô tả được ảnh hưởng của điện trường đều lên chuyển động của một điện tích khi bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức. Từ đó giải thích được nguyên tắc lái tia điện tử trong ống phóng tia điện tử.
Tham khảo:
Hệ thống lái tia gồm hai bản kim loại được nối với hai cực của nguồn điện. Khi đặt các hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó, ta có thể điều khiển chùm electron đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang. Các cực được cấu tạo, xếp đặt và có các điện thế sao cho chùm electron một mặt được tăng tốc, mặt khác được hội tụ lại để chỉ gây ra một điểm sáng nhỏ trên màn huỳnh quang.
Hãy cho biết:
a) Một electron chuyển động với vận tốc đầu v o = 10 7 m/s, trong từ trường đều B = 0,1T, sao cho v o hợp với α một góc 30 ° . Tính lực Lorenxơ tác dụng lên electron.
b) Giá trị của góc α ? Biết một điện tích q = 10 - 4 C , chuyển động với vận tốc v o = 20 m / s trong một từ trường đều B = 0,5T, sao cho v 0 → hợp với đường sức từ một góc α . Lực Lorenxơ tác dụng lên điện tích có độ lớn 5 . 10 - 4 N .
c) Giá trị của v o để điện tích chuyển động thẳng đều? Biết điện tích điểm q = 10 - 4 C, khối lượng m = 1 g chuyển động với vận tốc đầu v 0 , theo phương ngang trong một từ trường đều B = 0,1 T có phương nằm ngang và vuông góc với v 0 →
Câu nào dưới đây nói về chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều dưới tác dụng của lực Lo-ren-xơ là không đúng ?
A. Là chuyển động đều, có độ lớn của vận tốc không đổi.
B. Là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường.
C. Là chuyển động có quỹ đạo parabol nằm vuông góc với từ trường.
D. Là chuyển động có quỹ đạo tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với các đường sức từ.
Hãy cho biết:
a) Giá trị của B. Biết một electron có khối lượng m = 9 , 1 . 10 - 31 kg, chuyển động với vận tốc ban đầu v o = 10 7 m/s, trong một từ trường đều B sao cho v 0 → vuông góc với các đường sức từ. Qũy đạo của electron là một đường tròn bán kính R = 20 mm.
b) Thời gian để điện tích quay được một vòng bằng một chu kì chuyển động. Biết một điện tích q = 10 - 6 C , khối lượng m = 10 - 4 g, chuyển động với vận tốc đầu đi vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T sao cho v 0 → vuông góc với các đường sức từ . c) Một proton có khối lượng m = 1 , 67 . 10 - 27 kg chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 7 cm trong một từ trường đều cảm ứng từ B = 0,01T. Xác định vận tốc và chu kì quay của proton.
d) Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 500 V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ. Cảm ứng từ của từ trường là B = 0,2T. Bán kính quỹ đạo của electron
Một electron chuyển động với vận tốc đầu 4.107 m/s vào vùng điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức điện. Biết cường độ điện trường là E = 103 V/m. Hãy xác định:
a) Gia tốc của electron.
b) Vận tốc của electron khi nó chuyển động được 2.10-7 s trong điện trường.
a, Gia tốc của electron là:
\(a=\dfrac{q_e\cdot E}{m}=\dfrac{-1,6\cdot10^{-19}\cdot10^3}{9,1\cdot10^{-31}}=-1,76\cdot10^{14}m/s^2\)
b, Vận tốc của electron khi nó chuyển động sau khoảng thời gian là:
\(v=v_0+at=4\cdot10^7-1,76\cdot10^{14}\cdot2\cdot10^{-7}=4,8\cdot10^6\left(m/s\right)\)
Tại điểm A trong điện trường đều có một hạt mang điện tích dương được bắn ra với vận tốc đầu vuông góc với các đường sức điện .Dưới tác dụng của lực điện hạt chuyển động đến B thì điện thế giữa hai điểm A, B :
A. V A > V B .
B. V A < V B
C. V A = V B
D. Không thể kết luận.
Hạt mang điện dương luôn chuyển động cùng chiều với điện trường do vậy vật càng đi về phía điện thế giảm V A > V B .
Đáp án A
Hình nào dưới đây kí hiệu đúng với hướng của từ trường đều tác dụng lực Lorenxo lên hạt điện tích q chuyển động với vận tốc v → trên quỹ đạo tròn trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ
A. Hình 1
B. Hình 2.
C. Hình 3.
D. Hình 4
Chọn C
+ Lực Lorenxo tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường đều có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái → Hình 3 (đặt bàn tay trái sao cho vecto cảm ứng từ xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngon tay chỉ chiều chuyển động của hạt mang điện dương → ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực Lorenxo)
Hình nào dưới đây kí hiệu đúng với hướng của từ trường đều tác dụng lực Lorenxo lên hạt điện tích q chuyển động với vận tốc v trên quỹ đạo tròn trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ.
A. Hình 1.
B. Hình 2.
C. Hình 3.
D. Hình 4.
Lực Lorenxo tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường đều có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái → Hình 3 (đặt bàn tay trái sao cho vectơ cảm ứng từ xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều chuyển động của hạt mang điện dương → ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực Lorenxo).
Đáp án C
Hình nào dưới đây kí hiệu đúng với hướng của từ trường đều tác dụng lực Lorenxo lên hạt điện tích q chuyển động với vận tốc v → trên quỹ đạo tròn trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ.
A. Hình 1.
B. Hình 2.
C. Hình 3.
D. Hình 4.
Chọn đáp án D
Điện tích chuyển động tròn
→ lực Loren có chiều hướng vào tâm quỹ đạo.
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: Cảm ứng từ xuyên qua lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều chuyển động của điện tích dương (nếu điện tích là âm thì ngược lại), ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực Lorenxo
→ Hình 4 là phù hợp.