Протон движется в магнитном поле по окружности как

Задание 17. Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Как изменятся радиус окружности и период обращения протона, если его скорость увеличится?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Со стороны магнитного поля на протон действует сила Лоренца, равная

,

и так как протон движется по окружности, то угол и сила Лоренца равна

.

В соответствии со вторым законом Ньютона F=ma, где — центростремительное ускорение протона, получаем:

откуда радиус орбиты равен:

. (1)

Из этой формулы видно, что при увеличении скорости радиус орбиты протона увеличивается.

Период обращения протона – это время, за которое он совершает один полный оборот, то есть время, за которое он проходит расстояние равное . Из формулы (1) видно, что при увеличении скорости радиус окружности увеличивается во столько же раз, следовательно, период обращения, равный

,

Видео:Физика Протон движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 20 мТл по окружностиСкачать

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью α-частица, центростремительное ускорение и энергия α-частицы по сравнению с протоном должны …

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

1) На заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, которая сообщает ей центростремительное ускорение: $F_л=qB·υ=/⇔R=/$. Мы знаем, что $m_α=4m_p$, а $q_α=2q_p$, то можно сделать вывод, что радиус окружности, по которой движется $α$ частица будет в 2 раза больше, чем у протона, а центростремительное ускорение $(a=/)$ меньше.

2) Энергия увеличивается, поскольку масса возрастает.

Видео:Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по - №24993Скачать

Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции

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

Условие задачи:

Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. Как изменится частота вращения протона, если величину индукции магнитного поля уменьшить в два раза?

Задача №8.2.28 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Видео:Задача на действие магнитного поля на протон. Часть 1 (видео 5) | Магнетизм | ФизикаСкачать

Решение задачи:

Под действием силы Лоренца протон в магнитном поле будет совершать равномерное движение по окружности. Очевидно, что если протон движется по окружности радиуса (R) со скоростью (upsilon), то период обращения (T), то есть время, за которое протон сделает один оборот (или пройдет одну длину окружности, равную (2pi R)), можно найти так:

Частоту вращения протона (nu) можно найти как величину, обратную периоду обращения (T):

Силу Лоренца (F_Л) определяют по следующей формуле:

Здесь (B) – индукция магнитного поля, (upsilon) – скорость протона, (e) – модуль заряда протона, (alpha) – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Направление действия силы Лоренца определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по направлению движения положительного заряда (или против направления отрицательного заряда), то большой палец, оставленный на 90°, покажет направление силы Лоренца. В нашем случае (при таком направлении вектора магнитной индукции) сила Лоренца направлена влево.

Сила Лоренца (F_Л) сообщает протону центростремительное ускорение (a_ц), поэтому из второго закона Ньютона следует, что:

Центростремительное ускорение (a_ц) можно определить через скорость (upsilon) и радиус кривизны траектории (R) по формуле:

Подставим (4) в (3), тогда:

Приравняем правые части (2) и (5):

Откуда отношение (frac), которое нам будет нужно в ходе дальнейшего решения, равно:

Полученное выражение подставим в (1):

Запишем полученную формулу дважды для двух случаев, описанных в условии задачи:

Поделим нижнее равенство на верхнее, тогда искомое отношение (frac) равно:

По условию величину индукции магнитного поля уменьшают в два раза, то есть (B_2=fracB_1), поэтому:

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

Ответ: (frac<<>><<>> = frac).

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

🎦 Видео

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

Альфа частица движется по окружности в однородном магнитном полеСкачать

Движение электронов в магнитном поле - Сила ЛоренцаСкачать

ЕГЭ Сила Лоренца Задание 6 #7Скачать

Физика - Магнитное полеСкачать

На самом деле магнитного поля не существует!Скачать

Движение заряженной частицы в магнитном поле | 16 задание ЕГЭ | Магнитные поля в ЕГЭ по физикеСкачать

Урок 43. Криволинейное движение. Равномерное движение по окружности. Центростремительное ускорениеСкачать

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

Все виды движения в магнитном поле | Физика ЕГЭ 2023 | УмскулСкачать

Задача на действие магнитного поля на протон. Часть 2 (видео 6) | Магнетизм | ФизикаСкачать

Пожалуй, главное заблуждение об электричестве [Veritasium]Скачать

Движение заряженной частицы в магнитном поле 2021-1Скачать

Выполнялка 100.Протон в магнитном поле. Сила Лоренца/Скачать

Урок 278. Задачи на силу Лоренца - 1Скачать