1)куда направлена сила лоренца, которая действует на протон со стороны магнитного поля?
а)влево
б)вниз
в)вверх
г)вправо
2)как изменится сила, которая действует на заряженную частицу в магнитном поле, если ее скорость уменьшится в 2 раза?
ответ:
уменьшится в 2 раза
увеличится в 2 раза
уменьшится в 4 раза
увеличится в 4 раза
3)по какой траектории будет двигаться электрон в изображенном магнитном поле?
ответ:
по окружности, по часовой стрелке
вниз по прямой
по окружности, против часовой стрелки
вверх по прямой
4)электрический ток силой 6 а протекает через катушку индуктивности. определите энергию поля катушки, если магнитный поток через один её виток составляет 0,3 мвб, а общее число витков равно 1200.(ответ в джоулях)
5)электрон влетает в магнитное поле со скоростью 20 000 км/с и движется по окружности радиуса 4 см. какова магнитная индукция поля? релятивистскими эффектами пренебречь.
(ответ в мтл, округлите до десятых)
6)в однородное магнитное поле с индукцией 0,091 тл влетает электрон перпендикулярно линиям индукции со скоростью 4,8*107 м/с. определить радиус траектории движения электрона. элементарный заряд 1,6∙10-19 кл, масса электрона 9,1∙10-31 кг. ответ укажите в мм.
- перпендикулярно к скорости протона
- перпендикулярно к магнитному полю
- согласно правилу левой руки, когда указательный палец указывает направление скорости протона, средний палец - направление магнитного поля, большой палец указывает направление силы.
Ответ: г) вправо
2) Сила, действующая на заряженную частицу в магнитном поле, не зависит от скорости частицы, поэтому она не изменится, если скорость уменьшится в 2 раза.
Ответ: увеличится в 4 раза
3) Электрон будет двигаться по окружности, против часовой стрелки, так как сила Лоренца направлена перпендикулярно к скорости и магнитному полю, а также согласно правилу левой руки.
Ответ: по окружности, против часовой стрелки
4) Чтобы определить энергию поля катушки, воспользуемся формулой энергии магнитного поля:
Э = (1/2) * L * I^2, где L - индуктивность, а I - ток, протекающий через катушку.
Магнитный поток через один виток катушки: Ф = 0,3 мВб
Общее число витков: N = 1200
Ток: I = 6 А
Индуктивность катушки можно выразить через магнитный поток и число витков:
L = Ф * N
Подставим значения:
L = 0,3 мВб * 1200 = 300 мВб * виток
Теперь можем вычислить энергию поля:
Э = (1/2) * L * I^2 = (1/2) * 300 мВб * виток * (6 А)^2
Переведем все в джоули, учитывая, что 1 Вб = 1 Дж/А:
Э = (1/2) * 300 мВб * 1200 * (6 А)^2 = (1/2) * 0,12 Дж/А * виток * 36 А^2
Э = 2,16 Дж * виток
Ответ: энергия поля катушки составляет 2,16 Дж * 1200 = 2592 Дж
5) Для определения магнитной индукции поля воспользуемся формулой для центростремительной силы:
F = mv^2 / r, где m - масса электрона, v - скорость электрона, r - радиус окружности, по которой электрон движется в магнитном поле.
Центростремительная сила вызвана силой Лоренца:
F = qvB, где q - заряд электрона, B - магнитная индукция поля.
Сравнивая две формулы можно найти магнитную индукцию:
qvb = mv^2 / r
B = mv / qr
Подставим значения:
m = 9,1 * 10^-31 кг
v = 20 000 км/с = 20 000 000 м/с
q = 1,6 * 10^-19 Кл
r = 4 см = 0,04 м
B = (9,1 * 10^-31 кг * 20 000 000 м/с) / (1,6 * 10^-19 Кл * 0,04 м)
B = (1,82 * 10^-20) / (6,4 * 10^-21)
B ≈ 2,84 мТл
Ответ: магнитная индукция поля составляет около 2,84 мТл
6) Радиус траектории движения электрона в магнитном поле можно определить с использованием формулы для центростремительной силы:
F = mv^2 / r
Центростремительная сила вызвана силой Лоренца:
F = qvB, где q - заряд электрона, v - скорость электрона, B - магнитная индукция поля.
Подставим значения:
q = 1,6 * 10^-19 Кл
v = 4,8 * 10^7 м/с
B = 0,091 Тл
mv^2 / r = qvB
mr = qB
r = (qB) / m
Подставим значения:
m = 9,1 * 10^-31 кг
q = 1,6 * 10^-19 Кл
B = 0,091 Тл
r = (1,6 * 10^-19 Кл * 0,091 Тл) / (9,1 * 10^-31 кг)
r = 1,6 * 0,091 / 9,1
r = 0,091 мм
Ответ: радиус траектории движения электрона составляет 0,091 мм.