Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией B= 0,1 мТл со скоростью v = 2 Мм/с под углом а = 60° к вектору В. Определите радиус

Видео:Физика Электрон, разогнанный разностью потенциалов U = 2 кВ, влетает в однородное магнитное полеСкачать

Физика Электрон, разогнанный разностью потенциалов U = 2 кВ, влетает в однородное магнитное поле

Ваш ответ

Видео:Физика Электрон влетает в однородное магнитное поле под прямым углом к линиям магнитной индукцииСкачать

Физика Электрон влетает в однородное магнитное поле под прямым углом к линиям магнитной индукции

решение вопроса

Видео:Физика Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 10000 км/с и движется по окружностиСкачать

Физика Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 10000 км/с и движется по окружности

Похожие вопросы

  • Все категории
  • экономические 43,282
  • гуманитарные 33,619
  • юридические 17,900
  • школьный раздел 606,989
  • разное 16,829

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Видео:МАГНИТНОЕ ПОЛЕ за 24 минуты. ЕГЭ Физика. Николай Ньютон. ТехноскулСкачать

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ за 24 минуты. ЕГЭ Физика. Николай Ньютон. Техноскул

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом α = 30° к направлению поля и движется по винтовой траектории. Индукция магнитного поля B = 13 мТл. Найти радиус R и шаг h винтовой траектории.

Дано:

U = 6 кВ = 6·10 3 В

В = 13 мТл = 13 ·10 -3 Тл

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Решение:

Разложим вектор скорости ν частицы на две составляющие (рис.): v 1 , направленную вдоль линий магнитной индукции, и v2, перпендикулярную этим линиям. Модули этих составляющих — соответственно υ 1 = ν cos α и v 2 = υ sin α

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

На частицу действует сила Лоренца, обусловленная со­ ставляющей v 2 . Вследствие этого частица движется по окружности со скоростью v 2 в плос­ кости, перпендикулярной магнитному полю. Радиус этой окружности определим, составив уравнение на основании второго закона Ньютона.

По второму закону Ньютона F Л = m е a, где a = υ 2 / R центростремительное ускорение.

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Скорость найдем из закона сохранения энергии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Одновременно частица будет двигаться и вдоль поля. Это равномерное движение со скоростью v 1 , так как состав ляющая v 1 не вызывает появления силы Лоренца. В ре­ зультате одновременного движения по окружности и по прямой частица будет двигаться по винтовой линии, «на­виваясь» на линии магнитной индукции. Шаг винтовой линии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

где Т — период обращения частицы по окружности:

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

получаем шаг винтовой линии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Ответ: Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Видео:Физика Заряженная частица, разогнанная разностью потенциалов U влетает в однородное магнитное полеСкачать

Физика Заряженная частица, разогнанная разностью потенциалов U влетает в однородное магнитное поле

Шаг винтовой линии электрона

Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом α = 30° к направлению поля и движется по винтовой траектории. Индукция магнитного поля B = 13 мТл. Найти радиус R и шаг h винтовой траектории.

Дано:

U = 6 кВ = 6·10 3 В

В = 13 мТл = 13 ·10 -3 Тл

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Решение:

Разложим вектор скорости ν частицы на две составляющие (рис.): v 1 , направленную вдоль линий магнитной индукции, и v2, перпендикулярную этим линиям. Модули этих составляющих – соответственно υ 1 = ν cos α и v 2 = υ sin α

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

На частицу действует сила Лоренца, обусловленная со­ ставляющей v 2 . Вследствие этого частица движется по окружности со скоростью v 2 в плос­ кости, перпендикулярной магнитному полю. Радиус этой окружности определим, составив уравнение на основании второго закона Ньютона.

По второму закону Ньютона F Л = m е a, где a = υ 2 / R центростремительное ускорение.

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Скорость найдем из закона сохранения энергии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Одновременно частица будет двигаться и вдоль поля. Это равномерное движение со скоростью v 1 , так как состав ляющая v 1 не вызывает появления силы Лоренца. В ре­ зультате одновременного движения по окружности и по прямой частица будет двигаться по винтовой линии, «на­виваясь» на линии магнитной индукции. Шаг винтовой линии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

где Т — период обращения частицы по окружности:

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

получаем шаг винтовой линии

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Ответ: Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторуЭлектрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Заряд q влетает со скоростью Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторув однородное постоянное магнитное поле Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторупод углом a к линиям магнитной индукции (рис. 12.7).

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Рис. 12.7. Траектория движения заряда в магнитном поле:
а – отрицательный заряд; б – положительный заряд

Уравнение движения электрона определяется II законом Ньютона (12.1) с учетом магнитной силы (11.9)

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору(12.29)

где q – заряд электрона.

Разложим скорость на составляющие, направленные параллельно и перпендикулярно вектору Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору:

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторуи Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору(12.30)

При движении электрона со скоростью Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторувдоль силовых линий поля (вдоль вектора Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору) магнитная сила равна нулю и поэтому движение электрона будет равномерным и прямолинейным.

При движении электрона со скоростью Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторумагнитная сила равна

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору,(12.31)

или, в скалярном виде,

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору.(12.32)

электрон будет двигаться по окружности радиусом

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору.(12.33)

В результате сложения этих двух движений электрон будет двигаться по винтовой линии радиусом R и шагом винта h:

где T – период движения по окружности:

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору.(12.35)

Таким образом получаем, что шаг винта будет равен:

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору.(12.36)

1. Как будет двигаться заряженная частица, влетевшая в однородное магнитное поле под углом в вектору Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторуотличным от нуля и л/2?

2. Если заряженная частица, пролетая некоторую область про-­
странства, не отклоняется от первоначального направления движения, можно ли утверждать, что магнитное поле в этой области пространства отсутствует?

3. Протон и электрон, имеющие одинаковую скорость, попадают в однородное магнитное поле, индукция которого В перпендику­лярна скорости зарядов. Как будут отличаться траектории заряжен­ных частиц?

4. Чему равна работа силы, действующей на электрон, движущийся в однородном магнитном поле с индукцией В?

5. Покажите, что какой бы скоростью ни обладал электрон, влетающий в однородное магнитное поле с индукцией В, и каков бы ни был угол α между векторами Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторуи Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору, время Т, за которое он опишет виток винтовой линии, будет одним и тем же.

6. Какова форма траектории электрона, движущегося в сов­падающих по направлению электрическом и магнитном полях, в случаях, когда: 1) начальная скорость электрона направлена вдоль полей, 2) скорость электрона перпендикулярна к Е и В?

7. Можно ли определить, каким полем вызвано отклонение пуч­ка протонов, попавшего в некоторую область пространства, – электрическим или магнитным?

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8526 – Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору| 8113 – Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к векторуили читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Видео:Урок 276. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном полеСкачать

Урок 276. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле

§14. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

14.3 Движение по винтовой линии в однородном магнитном поле.

Рассмотрим теперь произвольный случай движения заряженной частицы в однородном магнитном поле.

Электрон влетает в однородное магнитное поле под углом к вектору

Введем систему декартовых координат, так, чтобы вектор индукции однородного магнитного поля (

vec B) был направлен вдоль оси Oz (рис. 97). Пусть вектор скорости (

vec upsilon_0) частицы массы m, имеющей электрический заряд q, направлен под произвольным углом α к вектору индукции поля. Разложим этот вектор на две составляющих[

vec upsilon_1] – параллельную вектору индукции и (

vec upsilon_2) – перпендикулярную ему. Действующая на частицу сила Лоренца (

vec F_L) перпендикулярна векторам скорости и индукции, то есть лежит в плоскости xOy. Модуль этой силы равен

F_L = q upsilon_0 B sin alpha = q upsilon_2 B) . (1)

Если спроецировать уравнение второго закона Ньютона для частицы

m vec a = q vec upsilon imes vec B) , (2)

на плоскость xOy, то получим уравнение, в которое только компонента скорости, перпендикулярная полю. Это уравнение описывает движение частицы, движущейся перпендикулярно вектору индукции, которое было подробно рассмотрено ранее. Оно представляет собой равномерное движение по окружности радиуса

и угловой скоростью

не зависящими, ни от модуля скорости частицы, ни от ее направления.

Проекция магнитной силы на ось Oz равна нулю, поэтому проекция скорости на эту остается постоянной. Следовательно, эта координата изменяется по линейному закону

z = z_0 + upsilon_1 t = z_0 + upsilon_0 t cos alpha) . (6)

Таким образом, движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного движения вдоль оси Oz и равномерного движения по окружности в перпендикулярной плоскости. Траекторией этого движения является винтовая линия, радиус которой определяется формулой (3), а шаг рассчитывается по формуле

h = upsilon_1 t = 2 pi frac cos alpha) . (7)

Таким образом, заряженные частицы движутся по спиралям (точнее винтовым линиям), навивающимся на силовые линии магнитного поля. Такой же характер движения сохраняется и в неоднородном магнитном поле – частицы движутся по спиралям, навивающимся на силовые линии поля, при этом радиус и шаг спирали плавно изменяются с изменением индукции поля. Направление смещения (дрейфа) частиц в магнитном поле определяется направлением начальной скорости частиц и не зависит ни от знака заряда частицы, ни от направления вектора индукции поля, последние определяют только направление вращения вокруг силовой линии. Такое движение заряженных частиц позволяет конструировать различные «магнитные ловушки» для накопления заряженных частиц, управлять движением сильно ионизованного газа (плазмы). Аналогичный характер имеет движение заряженных частиц и в магнитном поле Земли.

🎦 Видео

Правило рук 👋 КАК ЛЕГКО определять НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ??Скачать

Правило рук 👋 КАК ЛЕГКО определять НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ??

Физика - Магнитное полеСкачать

Физика - Магнитное поле

Урок 271. Модуль вектора магнитной индукции. Закон АмпераСкачать

Урок 271. Модуль вектора магнитной индукции. Закон Ампера

Электронный штангенциркуль 0.01 мм. Точный металлический штангенциркуль с Алиэкспресс.Скачать

Электронный штангенциркуль 0.01 мм. Точный металлический штангенциркуль с Алиэкспресс.

Урок 281. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило ЛенцаСкачать

Урок 281. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило Ленца

Движение заряженной частицы в магнитном поле | Физика ЕГЭ с Никитой АрхиповымСкачать

Движение заряженной частицы в магнитном поле | Физика ЕГЭ с Никитой Архиповым

Устройство необходимое всем мастерам бытовых электроприборов. Индикатор межвиткового замыкания.Скачать

Устройство необходимое всем мастерам бытовых электроприборов. Индикатор межвиткового замыкания.

Магнитное поле. Магнитная индукция | Физика 11 класс #1 | ИнфоурокСкачать

Магнитное поле. Магнитная индукция | Физика 11 класс #1 | Инфоурок

Сила ЭЛЕКТРОНА - в его отсутствии. ЭЛЕКТРОНА НЕ СУЩЕСТВУЕТ! // Часть 1Скачать

Сила ЭЛЕКТРОНА - в его отсутствии. ЭЛЕКТРОНА НЕ СУЩЕСТВУЕТ! // Часть 1

Электромагнитная индукция. ЕГЭ Физика. Николай НьютонСкачать

Электромагнитная индукция. ЕГЭ Физика. Николай Ньютон

МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 11 класс физика сила Ампера сила ЛоренцаСкачать

МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 11 класс физика сила Ампера сила Лоренца

Урок 278. Задачи на силу Лоренца - 1Скачать

Урок 278. Задачи на силу Лоренца - 1

Урок 270. Магнитное поле и его характеристикиСкачать

Урок 270. Магнитное поле и его характеристики

Ион в однородном магнитном полеСкачать

Ион в однородном магнитном поле
Поделиться или сохранить к себе: