Tailieumoi.vn giới thiệu Giải sách bài tập Vật lí lớp 11 Bài 22: Lực Lo - ren - xơ chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật lí 11 Bài 22: Lực Lo - ren - xơ

Bài 22.1 trang 52 SBT Vật Lí 11: Câu nào dưới đây nói về lực Lo-ren-xơ là đúng ?

A. Là lực tác dụng của từ trường lên dòng điện.

B. Là lực tác dụng của từ trường lên hạt điện tích đứng yên.

C.  Là lực tác dụng của từ trường lên vòng dây dẫn có dòng điện chạy qua.

D. Là lực tác dụng của từ trường lên hạt điện tích chuyển động.

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết: Lực Lo-ren-xơ là lực tác dụng của từ trường lên hạt điện tích chuyển động.

Lời giải:

Ta có: Lực Lo-ren-xơ là lực tác dụng của từ trường lên hạt điện tích chuyển động.

Chọn đáp án: D

Bài 22.2 trang 52 SBT Vật Lí 11: 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.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều.

Lời giải:

Câu nói về chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều dưới tác dụng của lực Lo-ren-xơ không đúng là: Là chuyển động có quỹ đạo parabol nằm vuông góc với từ trường.

Chọn đáp án: C

Bài 22.3 trang 52 SBT Vật Lí 11: Hình nào trong Hình 22.1 kí hiệu đúng với hướng của từ trường đều tác dụng lực Lo-ren-xơ lên hạt điện tích q chuyển động với vận tốc trên quỹ đạo tròn trong mặt phẳng vuông góc với đường sức từ ?

Phương pháp giải:

Sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định hướng của lực lo - ren - xơ : Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của véctơ v khi $q_0>0$ ngược chiều véctơ khi $q_0<0$, lúc đó chiều của lực lo - ren -xơ là chiều ngón tay cái choãi ra.

Lời giải:

Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được hình có kí hiệu đúng là hình C.

Chọn đáp án: C

Bài 22.4 trang 53 SBT Vật Lí 11: Hạt prôtôn chuyển động với vận tốc 7,2.104 m/s bay vào trong từ trường đều có cảm ứng từ 1,5.10-2 T theo phương vuông góc với các đường sức từ. Prôtôn có điện tích +l,6.10-19C và khối lượng 1,672.10-27kg. Xác định bán kính quỹ đạo tròn của hạt prôtôn trong từ trường này.

A. 5,0 cm.

B. 0,50 cm. 

C. 6,0 cm.

D. 8,5 cm.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính R: $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$

Lời giải:

Áp dụng công thức:  $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$  

Ta tìm được bán kính quỹ đạo tròn của hạt prôtôn chuyển động trong từ trường đều :

$R={\displaystyle \frac{1,{672.10}^{-27}.7,{2.10}^4}{1,{6.10}^{-19}.1,{5.10}^{-2}}}\approx 5,0cm$

Chọn đáp án: A

Bài 22.5 trang 53 SBT Vật Lí 11: Một êlectron bay với vận tốc $2,{5.10}^9$ cm/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. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực của êlectron. Bán kính quỹ đạo của êlectron là:

A. 71 m

B. 7,1 m

C. 7,1 cm

D. 71 cm

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính bán kính quỹ đạo: $R={\displaystyle \frac{mv}{|q_0|B}}$

Lời giải:

Bán kính quỹ đạo của êlectron là:

$R={\displaystyle \frac{mv}{|q_0|B}}$=${\displaystyle \frac{9,{1.10}^{-31}.2,{5.10}^7}{1,{6.10}^{-19}.2{.10}^{-4}}}=0,71m=71cm$

Chọn đáp án : D

Bài 22.6 trang 53 SBT Vật Lí 11: Một electron chuyển động với vận tốc $v=1,{2.10}^{7}m/s$,  bay vào miền có từ trường đều theo hướng vuông góc với đường sức của từ trường. Quỹ đạo của electrôn trong từ trường đều là đường tròn bán kính 7,0 cm. Electron có điện tích -e = -1,6.10-19 C và khối lượng m = 9,1.10-31 kg. Độ lớn của cảm ứng từ B của từ trường này bằng:

A. $0,975T$

B. $0,{975.10}^{-1}T$

C. $0,{975.10}^{-2}T$

D. $0,{975.10}^{-3}T$

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính cảm ứng từ:$B={\displaystyle \frac{mv}{\mathrm{e}\mathrm{R}}}$

Lời giải:

Electron chuyển đông theo quỹ đao tròn bán kính  $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$

Nên ta suy ra : $B={\displaystyle \frac{mv}{\mathrm{e}\mathrm{R}}}$

Thay số, ta tìm được :

$B={\displaystyle \frac{9,{1.10}^{-31}.1,{2.10}^7}{7,{0.10}^{-2}.1,{6.10}^{-19}}}=0,{975.10}^{-3}T$

Chọn đáp án D

Bài 22.7 trang 53 SBT Vật Lí 11: Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5,0 cm trong từ trường đều có cảm ứng từ 1.10-2 T. Prôtôn có điện tích e = l,6.10-19C và khối lượng m =1,672.10-27 kg. Xác định :

a) Vận tốc của prôtôn chuyển động trong từ trường.

b) Chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính quỹ đạo chuyển động: $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$

Lời giải:

a) Áp dụng công thức $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$ ,

Ta suy ra vận tốc của prôtôn khi bay vào từ trường :

$v={\displaystyle \frac{eBR}{m}}={\displaystyle \frac{1,{6.10}^{-19}.1,{0.10}^{-2}.5,{0.10}^{-2}}{1,{672.10}^{-27}}}\approx 4,{9.10}^{4}m/s$

b) Từ đó xác định được chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn :

$T={\displaystyle \frac{2\pi R}{v}}={\displaystyle \frac{2\pi m}{eB}}={\displaystyle \frac{2.3,14.1,{672.10}^{-27}}{1,{6.10}^{-19}.1,{0.10}^{-2}}}=6,{56.10}^{-6}s$

Bài 22.8 trang 53 SBT Vật Lí 11: Chùm hạt $\alpha$ có vận tốc đầu v0 = 0, được giạ tốc qua hiệu điện thế 1,0.106 V, bay vào một từ trường đều có cảm ứng từ 1,5.10-3T. Vận tốc của mỗi hạt a đều hướng vuông góc với các đường sức từ. Hạt a là hạt nhân heli (${}_2^{4}He$) có điện tích q= 3,2.10-19 C và khối lượng m = 6,642.10-27 kg. Xác định lực Lo-ren-xơ do từ trường tác dụng lên mỗi hạt $\alpha$.

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính lực Lo – ren – xơ:  $f=qvB$

Lời giải:

Sau khi được gia tốc qua hiệu điện thế U= 1,0.106 V, vận tốc của mỗi hạt α tính theo công thức :

${\displaystyle \frac{m.v^2}{2}}=qU\Rightarrow v=\sqrt{{\displaystyle \frac{2qU}{m}}}$ 

Thay số, ta có

$v=\sqrt{{\displaystyle \frac{2.3,{2.10}^{-19}.1,{0.10}^6}{6,{642.10}^{-27}}}}=9,{8.10}^{6}m/s$

 Áp dụng công thức tính lực Lo – ren – xơ $f=qvB$ ta tìm được:

$f=qvB=3,{2.10}^{-19}.9,{8.10}^6.1,{5.10}^{-3}=4,{7.10}^{-15}N$

Bài 22.9 trang 54 SBT Vật Lí 11: Prôtôn và êlectron có cùng vận tốc và bay vào trong một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức từ. Prôtôn có điện tích 1,6.10-19 C và khối lượng 1,672.10-27 kg ; êlectron có điện tích -1,6.10-19 C và khối lượn; 9,1.10-31 kg. Hỏi bán kính quỹ đạo tròn của prôtôn lớn hơn bao nhiêu lần bán kính quỹ đạo tròn của êlectron khi các hạt điện tích này chuyển động trong từ trường đều dưới tác dụng của lục Lo-ren-xơ ?

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính bán kính quỹ đạo:  $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$

Lời giải:

Áp dụng công thức $R={\displaystyle \frac{mv}{|q|B}}$ ta suy ra bán kính quỹ đạo tròn của proton và electron chuyển động với cùng vận tốc $\overrightarrow{v}$  trong từ trường đều:

$R_1={\displaystyle \frac{m_1.v}{eB}};R_2={\displaystyle \frac{m_2.v}{eB}}$

 So sánh các bán kính quỹ đạo tròn này ta tìm được:

${\displaystyle \frac{R_1}{R_2}}={\displaystyle \frac{m_1}{m_2}}={\displaystyle \frac{1,{672.10}^{-27}}{9,{2.10}^{-31}}}=1840$

Vậy bán kính quỹ đạo tròn của prôtôn lớn hơn bán kính quỹ đạo tròn của êlectron 1840 lần.

Bài 22.10* trang 54 SBT Vật Lí 11: Một hạt điện tích q = 1,0.10-6 C chuyển động với vận tốc 500 m/s gần một dây dẫn thẳng dài vô hạn. Trong dây dẫn có dòng điện cường độ 2,0 A. Xác định hướng và độ lớn của lực từ tác dụng lên hạt điện tích khi điện tích này nằm cách dây dẫn một khoảng 100 mm và vectơ vận tốc của nó song song và cùng chiều với dòng điện.

Phương pháp giải:

Sử dụng biểu thức tính lực Lo-ren-xơ: $f=qvB$

Lời giải:

Giả sử ở thời điểm t, hạt điện tích q nằm tại vị trí M cách dòng điện I chạy trong dây dẫn thẳng một khoảng r = 100 mm (Hình 22.1 G). Khi đó dòng điện I gây ra tại điểm M một từ trường có cảm ứng từ tính theo công thức : $B={2.10}^{-7}{\displaystyle \frac{I}{r}}$

Vec tơ $\overrightarrow{B}$  vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện I và điểm M, tức là $\overrightarrow{B}\mathrm{\perp }\overrightarrow{v}$. Theo quy tắc bàn tay trái, lực Lo – ren – xơ  do từ trường của dòng điện I tác dụng lên hạt điện tích q có phương vuông góc với cả  và , có chiều hướng về dòng điện I, có độ lớn bằng:

$f=qvB=qv.2{.10}^{-7}{\displaystyle \frac{I}{r}}$

Thay số, ta tìm được:

 $f={2.10}^{-7}.{\displaystyle \frac{2,0}{{100.10}^{-3}}}.1,{0.10}^{-6}.500=2,{0.10}^{-9}N$