Bài 22.10* trang 54 SBT Vật Lí 11

Đề bài

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.

Lời giải chi tiết

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 : \(B = 2.10^{-7}\dfrac{I}{r}\)

Vec tơ \(\overrightarrow B \)  vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện I và điểm M, tức là \(\overrightarrow B \bot \overrightarrow v \). 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:

\(f = qvB = qv.2.10^{-7}\dfrac{I}{r}\)

Thay số, ta tìm được:

 \(f = {2.10^{ - 7}}.{\dfrac{2,0}{100.10^{ - 3}}}{.1,0.10^{ - 6}}.500 = {2,0.10^{ - 9}}N\)