Индукция однородного магнитного поля составляет 0,3 Тл. Протон со скоростью 5•106 м/с движется перпендикулярно силовым
Индукция однородного магнитного поля составляет 0,3 Тл. Протон со скоростью 5•106 м/с движется перпендикулярно силовым линиям поля. Силовые линии направлены на нас, а движение протона вертикально вверх по плоскости листа. Необходимо найти модуль и направление силы Лоренца, воздействующей на протон. Каков радиус траектории, по которой протон вращается в магнитном поле? Какой период вращения у протона по этой траектории? Сколько оборотов выполняет частица в магнитном поле за 2 секунды? Масса протона равна 1,67•10-27 кг, а его заряд - 1,6•10-19 Кл. Построить соответствующую схему.
Задача №2. В однородное...
Задача №2. В однородное...
Лисичка123 68
Данная задача связана с движением заряда в однородном магнитном поле. Чтобы найти силу Лоренца, действующую на протон, воспользуемся формулой:где
В данной задаче скорость протона перпендикулярна силовым линиям магнитного поля. Таким образом, проекция вектора скорости на направление индукции магнитного поля равна 0. Поэтому получим:
Подставим известные значения:
Заряд протона
Скорость протона
Индукция магнитного поля
Вычислим данное выражение:
Теперь для того, чтобы найти радиус траектории
Здесь предполагается, что масса и заряд протона не меняются в процессе движения.
Из второго уравнения можно выразить радиус траектории
Подставим известные значения:
Масса протона
Скорость протона
Индукция магнитного поля
Заряд протона
Вычислим данное выражение:
Теперь найдем период вращения
Подставим известные значения:
Радиус траектории
Скорость протона
Вычислим данное выражение:
Таким образом, радиус траектории
Теперь выясним, сколько оборотов выполняет частица в магнитном поле за 2 секунды. Для этого нужно разделить заданный временной интервал на период вращения частицы:
Таким образом, за 2 секунды протон выполняет примерно 3,0335 миллиона оборотов в магнитном поле.
Для построения соответствующей схемы можно использовать следующий набор элементов:
1. Протон: обозначается значком "+".
2. Силовые линии магнитного поля: обозначаются отрезками со стрелками, направленными в нашу сторону.
3. Движение протона: показывается стрелкой, направленной вертикально вверх и перпендикулярно к силовым линиям поля.
4. Индукция магнитного поля: обозначается буквой "B" и указывается его значение (0,3 Тл).
Таким образом, схема будет выглядеть следующим образом:
"+"
(Сила Лоренца)