Lực Lo-ren-xơ

I, Lý thuyết

1, Lực Lo-ren-xơ

Ta biết rằng dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron. Khi dây dẫn có dòng điện được đặt trong một từ trường, người ta giải thích lực từ tác dụng lên đẩy dây dẫn chính là tổng hợp các lực do từ trường tác dụng lên các êlectron chuyển động tạo thành dòng điện.

Một cách tổng quát: Mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực từ này được gọi là lực Lo-ren-xơ (Lorentz). Có thể làm những thí nghiệm chứng minh hiện tượng này.

2. Xác định lực Lo-ren-xơ

Ta biết lực từ \[\overrightarrow{F}\] tác dụng lên phần tử dòng điện I \[\overrightarrow{l}=I\overset\frown{{{M}_{1}}{{M}_{2}}}\] có phương vuông góc với \[\overrightarrow{l}\] và \[\overrightarrow{B}\] có chều tuân theo quy tắc bàn tay tái và có độ lớn được xác định bởi công thức.

\[F=BIl\sin \alpha \]

Ở đây, ta giả thiết từ trường \[\overrightarrow{B}\]  là đều. Lực từ \[\overrightarrow{F}\] là tổng hợp các lực Lo-ren-xơ tác dụng lên các hạt điện tích \[{{q}_{o}}\] chuyển động cùng cới vận tốc \[\overrightarrow{v}\] tạo thành dòng điện theo chiều \[\overrightarrow{v}\] Như vậy, lực tổng hợp phân chia đều cho các hạt điện tích. Nếu N là tổng số hạt điện tích trong phần tử dòng điện thì lực Lo-ren-xơ tác dụng lên mỗi hạt điện tích cho bởi:

\[f=\frac{F}{N}=\frac{Il}{N}B\sin \alpha \]

\[\alpha \] là góc tạo bởi \[\overrightarrow{B}\] và \[\overrightarrow{l}=\overline{{{M}_{1}}{{M}_{2}}}\]

Công thức xác định lực Lo-ren-xơ: \[F=qvB\sin \alpha \]

So sánh về hướng, ta nhận thấy  \[\overrightarrow{l}\]và \[\overrightarrow{v}\]cùng hướng khi \[{{q}_{o}}>0\]và ngược hướng khi \[{{q}_{o}}0\] và ngược chiều  \[\overrightarrow{v}\] khi \[{{q}_{o}}0\] và ngược chiều \[\overrightarrow{v}\] khi \[q