Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Lực từ lên điện tích (Vật lý Lớp 12)

Máy đo lưu lượng máu điện từ sử dụng từ trường để tạo ra một hiệu điện thế giữa hai phía đối diện của mạch máu. Từ hiệu điện thế đo được, người ta xác định tốc độ và lưu lượng dòng máu.

Xét một mô hình trong đó mạch máu là một ống trụ thẳng có tiết diện tròn, đường kính trong $d=20,0\mathrm{mm}$. Máu chảy dọc theo trục ống; coi tốc độ của máu tại mọi điểm đều bằng $v$. Một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B=5,0\cdot 10^{-2}\mathrm{T}$ được đặt vuông góc với vận tốc dòng máu.

Trong máu có các ion mang điện. Một ion có điện tích $q$, chuyển động với tốc độ $v$ vuông góc với từ trường, chịu tác dụng bởi lực từ có độ lớn $F=|q|vB$, làm các ion trái dấu dịch chuyển về hai phía mạch máu. Khi hiệu điện thế giữa hai điện cực ổn định, lực điện cân bằng với lực từ. Coi điện trường giữa hai điện cực là đều. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Máy đo lưu lượng máu điện từ sử dụng từ trường để tạo ra một hiệu điện thế giữa hai phía đối diện của mạch máu. Từ hiệu điện thế đo được, người ta xác định tốc độ và lưu lượng dòng máu.

Xét một mô hình trong đó mạch máu là một ống trụ thẳng có tiết diện tròn, đường kính trong $d=20,0\mathrm{mm}$. Máu chảy dọc theo trục ống; coi tốc độ của máu tại mọi điểm đều bằng $v$. Một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ $B=5,0\cdot 10^{-2}\mathrm{T}$ được đặt vuông góc với vận tốc dòng máu.

Trong máu có các ion mang điện. Một ion có điện tích $q$, chuyển động với tốc độ $v$ vuông góc với từ trường, chịu tác dụng bởi lực từ có độ lớn $F=|q|vB$, làm các ion trái dấu dịch chuyển về hai phía mạch máu. Khi hiệu điện thế giữa hai điện cực ổn định, lực điện cân bằng với lực từ. Coi điện trường giữa hai điện cực là đều. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Dùng thông tin sau cho câu 5 và câu 6: Trong máy quang phổ khối (Mass Spectrometry), một ion mang điện tích $q=+1,6\cdot 10^{-19}\mathrm{C}$, có khối lượng $m=3,2\cdot 10^{-26}\mathrm{kg}$, được tăng tốc đến tốc độ $v$ nhờ hiệu điện thế $U=1000\mathrm{V}$, sau đó ion sẽ chuyển động vào vùng từ trường đều theo phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ có độ lớn $0,5\mathrm{T}$. Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=Bv|q|$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ và với vận tốc $\vec{v}$ của ion. Trong vùng từ trường, ion chuyển động theo quỹ đạo tròn. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản.

$\text{Duˋng thoˆng tin sau cho caˆu 16 vaˋ caˆu 17:}$ $Z$ là vùng không gian tồn tại một điện trường đều và một từ trường đều vuông góc với nhau ($\vec{E}\perp \vec{B}$, hình vẽ). Độ lớn của cường độ điện trường là $E=2,80$ kV/m và độ lớn của cảm ứng từ là $B=0,500$ T. Một ion dương có khối lượng $m=1,66\cdot 10^{-26}$ kg, điện tích $q=1,60\cdot 10^{-19}$ C chuyển động với vận tốc $\vec{v}$ vào vùng $Z$ theo phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$. Khi chuyển động qua vùng $Z$, ion không bị lệch so với phương ban đầu. Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=Bv|q|$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ và với vận tốc $\vec{v}$. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

$\text{Duˋng thoˆng tin sau cho caˆu 16 vaˋ caˆu 17:}$ $Z$ là vùng không gian tồn tại một điện trường đều và một từ trường đều vuông góc với nhau ($\vec{E}\perp \vec{B}$, hình vẽ). Độ lớn của cường độ điện trường là $E=2,80$ kV/m và độ lớn của cảm ứng từ là $B=0,500$ T. Một ion dương có khối lượng $m=1,66\cdot 10^{-26}$ kg, điện tích $q=1,60\cdot 10^{-19}$ C chuyển động với vận tốc $\vec{v}$ vào vùng $Z$ theo phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$. Khi chuyển động qua vùng $Z$, ion không bị lệch so với phương ban đầu. Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $F=Bv|q|$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ và với vận tốc $\vec{v}$. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Dùng thông tin sau cho 2 câu tiếp theo: Trong y học để chẩn đoán một số bệnh lí về mạch máu, người ta sử dụng máy đo lưu lượng máu điện từ. Cấu tạo của máy gồm hai thành phần chính: cuộn dây tạo ra từ trường đều vuông góc với dòng chảy của mạch máu; hai điện cực được gắn ở hai vị trí tiếp xúc với mô xung quanh mạch máu để đo hiệu điện thế cảm ứng. Thông qua việc theo dõi hiệu điện thế hiển thị trên vôn kế, người ta tính toán được lưu lượng dòng chảy của máu, từ đó có thể phát hiện tắc nghẽn hoặc hẹp động mạch.

Trong máu chứa nhiều ion và các hạt tích điện, nên khi máu chảy, các ion này di chuyển trong từ trường đều chịu tác dụng của lực từ có độ lớn $F=qvB$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ và với vận tốc $\vec{v}$ của các hạt. Lực này làm cho các hạt điện tích dương và âm bị lệch về hai phía đối diện của mạch máu. Điều này tạo ra một hiệu điện thế cảm ứng giữa hai điện cực đặt tại thành mạch. Bỏ qua tác dụng của trọng lực lên các hạt tích điện. Mạch máu ở động mạch chủ của một bệnh nhân có đường kính $d=20\mathrm{mm}$, được đặt vào một từ trường có cảm ứng từ $B=0,05\mathrm{T}$.

Dùng thông tin sau cho 2 câu tiếp theo: Trong y học để chẩn đoán một số bệnh lí về mạch máu, người ta sử dụng máy đo lưu lượng máu điện từ. Cấu tạo của máy gồm hai thành phần chính: cuộn dây tạo ra từ trường đều vuông góc với dòng chảy của mạch máu; hai điện cực được gắn ở hai vị trí tiếp xúc với mô xung quanh mạch máu để đo hiệu điện thế cảm ứng. Thông qua việc theo dõi hiệu điện thế hiển thị trên vôn kế, người ta tính toán được lưu lượng dòng chảy của máu, từ đó có thể phát hiện tắc nghẽn hoặc hẹp động mạch.

Trong máu chứa nhiều ion và các hạt tích điện, nên khi máu chảy, các ion này di chuyển trong từ trường đều chịu tác dụng của lực từ có độ lớn $F=qvB$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\vec{B}$ và với vận tốc $\vec{v}$ của các hạt. Lực này làm cho các hạt điện tích dương và âm bị lệch về hai phía đối diện của mạch máu. Điều này tạo ra một hiệu điện thế cảm ứng giữa hai điện cực đặt tại thành mạch. Bỏ qua tác dụng của trọng lực lên các hạt tích điện. Mạch máu ở động mạch chủ của một bệnh nhân có đường kính $d=20\mathrm{mm}$, được đặt vào một từ trường có cảm ứng từ $B=0,05\mathrm{T}$.