Bắn đồng thời một 1 hạt proton và 1 hạt electron vào từ trường đều, theo hướng vuông góc với các đường sức từ, với cùng một vectơ vận tốc đầu. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực. Kết luận nào sau đây là đúng?
Đáp án đúng: A
Phân tích câu hỏi:
- Hạt proton và electron chuyển động trong từ trường đều, vuông góc với đường sức từ.
- Yêu cầu xác định kết luận đúng về lực Lorentz, quỹ đạo, chu kỳ, động năng.
Xét từng phương án:
- A. Lực Lorentz: f = |q|vB. Vì điện tích của proton và electron có độ lớn bằng nhau, vận tốc và từ trường như nhau nên lực Lorentz tác dụng lên chúng có cùng độ lớn. => A đúng.
- B. Bán kính quỹ đạo: r = mv/(|q|B). Vì khối lượng proton và electron khác nhau nên bán kính khác nhau. => B sai.
- C. Chu kỳ: T = 2πm/(|q|B). Vì khối lượng khác nhau nên chu kỳ khác nhau. => C sai.
- D. Động năng: W_đ = (1/2)mv^2. Vì khối lượng khác nhau nên động năng khác nhau. => D sai.
Câu hỏi liên quan
Khi đoạn dây AB chuyển động cắt ngang các đường cảm ứng từ, các electron tự do trong dây chịu tác dụng của lực Lorentz. Lực Lorentz này làm cho các electron tự do di chuyển về một đầu của dây (ví dụ đầu A), làm cho đầu A tích điện âm. Đầu còn lại (đầu B) thiếu electron nên tích điện dương. Do đó, hai đầu A, B xuất hiện các điện tích trái dấu.
Vậy, nguyên nhân chính là do tác dụng của lực Loren lên electron tự do trong kim loại.
Hiệu ứng Hall xảy ra khi có dòng điện chạy trong vật dẫn đặt trong từ trường, tạo ra điện áp vuông góc với cả dòng điện và từ trường, nhưng không phải nguyên nhân trực tiếp tạo ra điện tích trái dấu ở hai đầu đoạn dây chuyển động cắt từ trường trong trường hợp này.
Hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, chứ không trực tiếp tạo ra sự tích điện ở hai đầu đoạn dây.
Hiệu ứng bề mặt không liên quan đến hiện tượng này.
Trong trường hợp này, ta có hai đoạn dây vuông góc nhau. Gọi B1 là cảm ứng từ do đoạn nằm ngang gây ra, B2 là cảm ứng từ do đoạn thẳng đứng gây ra.
Đối với đoạn nằm ngang, điểm M cách đoạn dây một khoảng BM = 5cm. Góc \u03b11 = 90 độ, góc \u03b12 = 0 độ. Do đó, B1 = (\u03bc0 * I) / (4 * \u03c0 * r) * (sin(90) + sin(0)) = (4 * 10^-7 * 10) / (4 * \u03c0 * 0.05) * (1 + 0) = 2 * 10^-5 T
Đối với đoạn thẳng đứng, điểm M nằm trên phương của đoạn dây, do đó B2 = 0 T.
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B = B1 + B2 = 2 * 10^-5 T + 0 = 2 * 10^-5 T.
Phương án A đúng vì lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác. Phương án B đúng vì lực là nguyên nhân gây ra gia tốc cho vật, tức là làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật. Phương án C đúng vì lực là một đại lượng vectơ (có độ lớn, phương và chiều) và có đơn vị đo là niutơn (N). Vì cả A, B, và C đều đúng nên D là đáp án chính xác nhất.
* Từ t = 0 đến t = 2,5s: Vận tốc của chất điểm tăng từ 0 đến một giá trị dương, do đó động lượng thay đổi.
* Từ t = 2,5s đến t = 5s: Vận tốc của chất điểm giảm từ giá trị dương xuống 0, do đó động lượng thay đổi.
* Từ t = 5s đến t = 7s: Vận tốc của chất điểm bằng 0, tức là chất điểm đứng yên. Do đó, động lượng của chất điểm không đổi (bằng 0).
* Từ t = 0 đến t = 7s: Vận tốc của chất điểm thay đổi trong khoảng thời gian này, do đó động lượng không được bảo toàn.
Vậy, động lượng của chất điểm được bảo toàn từ t = 5s đến t = 7s.
