Пройдя разность потенциалов 2 кВ, электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 150 мкТл и движется по окружности радиусом 1 м. Определите по этим данным отношение заряда электрона к его массе.
Дано:
Δφ = 2 кВ = 2 000 В
B = 150 мкТл = 150·10⁻⁶ Тл
R = 1 м
e/m - ?
Работа электрического поля:
A = e·Δφ (1)
Кинетическая энергия электрона:
Eк = m·V²/2 (2)
Ларморовский радиус:
R = m·V / (e·B) (3)
Из (3) находим скорость электрона в магнитном поле:
Равномерное движение — механическое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одно и то же расстояние. При равномерном движении величина скорости точки остаётся неизменной. Автомобиль начинает тормозить со скоростью, не равной нулю, а заканчивает торможение со скоростью, равной нулю или со скоростью ниже первоначальной. Так что такое движение нельзя считать равномерным. То же самое можно сказать о самолете. Он стартует с низкой скоростью и постепенно увеличивает скорость на взлете. Эскалатор же двигается с постоянной скоростью без разгонов и торможений.
Объяснение:
Пройдя разность потенциалов 2 кВ, электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 150 мкТл и движется по окружности радиусом 1 м. Определите по этим данным отношение заряда электрона к его массе.
Дано:
Δφ = 2 кВ = 2 000 В
B = 150 мкТл = 150·10⁻⁶ Тл
R = 1 м
e/m - ?
Работа электрического поля:
A = e·Δφ (1)
Кинетическая энергия электрона:
Eк = m·V²/2 (2)
Ларморовский радиус:
R = m·V / (e·B) (3)
Из (3) находим скорость электрона в магнитном поле:
V = e·B·R / m (4)
Подставляем (4) в (2):
Eк = m·V²/2 = m·e²·B²·R² / (2·m²) =
= e²·B²·R² / (2·m) (5)
Приравняем (5) и (1)
e²·B²·R² / (2·m) = e·Δφ
e·B²·R² / (2·m) = Δφ
(e/m) = 2·Δφ / (B²·R²)
e/m = 2·2000 / (150·10⁻⁶)² = 1,78·10¹¹ Кл/кг
Правильный ответ:
Б) 1,78·10¹¹ Кл/кг
То же самое можно сказать о самолете. Он стартует с низкой скоростью и постепенно увеличивает скорость на взлете.
Эскалатор же двигается с постоянной скоростью без разгонов и торможений.
ответ: б) пассажир спускается эскалатором метро.