Сила Лоренца в магнитном поле
1) Какова сила, действующая на протон, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией
1) Какова сила, действующая на протон, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 10 мтл, перпендикулярно его силовым линиям?
2) Какое направление движения протона, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 10 мтл, перпендикулярно его силовым линиям?
3) Какой радиус кривизны траектории протона, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 10 мтл, перпендикулярно его силовым линиям?
2) Какое направление движения протона, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 10 мтл, перпендикулярно его силовым линиям?
3) Какой радиус кривизны траектории протона, когда он влетает со скоростью 10^6 м/с в однородное магнитное поле с индукцией 10 мтл, перпендикулярно его силовым линиям?
20.12.2023 10:45
Написать свой ответ:
Инструкция:
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для силы Лоренца: F = q * v * B * sin(θ), где F - сила Лоренца, q - электрический заряд протона, v - скорость протона, B - индукция магнитного поля, и θ - угол между направлениями скорости и индукции магнитного поля. В данном случае, протон движется перпендикулярно силовым линиям, поэтому θ = 90°.
1) Для вычисления силы, действующей на протон, мы можем подставить значения в формулу: F = q * v * B * sin(90°). Заряд протона - 1.6 * 10^-19 Кл, скорость - 10^6 м/с, индукция магнитного поля - 10 мТл (1 Тл = 10^4 Гс). Подставляя значения, получаем F = (1.6 * 10^-19 Кл) * (10^6 м/с) * (10 * 10^-4 Гс) * 1, что приводит к F = 1.6 * 10^-13 Н.
2) Чтобы определить направление движения протона, нужно применить правило левой руки. Если вы протянете указательный палец в направлении магнитного поля (от магнитного южного полюса к северному полюсу), а средний палец в направлении скорости протона, то большой палец покажет направление силы Лоренца, действующей на протон. В данном случае, сила Лоренца будет направлена перпендикулярно плоскости, образованной скоростью протона и индукцией магнитного поля.
3) Для определения радиуса кривизны траектории протона, мы можем использовать формулу для радиуса кривизны: R = m*v / (q*B), где R - радиус кривизны, m - масса протона. Масса протона - 1.67 * 10^-27 кг. Подставляя значения, получаем R = (1.67 * 10^-27 кг) * (10^6 м/с) / ((1.6 * 10^-19 Кл) * (10 * 10^-4 Гс)), что приводит к R = 1.04 * 10^-3 м.
Доп. материал:
1) Сила, действующая на протон, равна 1.6 * 10^-13 Н.
2) Направление движения протона перпендикулярно плоскости, образованной скоростью протона и индукцией магнитного поля.
3) Радиус кривизны траектории протона равен 1.04 * 10^-3 м.
Совет:
Для лучшего понимания этой темы, стоит изучить правило левой руки, которое позволяет определить направление силы Лоренца. Также стоит обратить внимание на важность угла между скоростью и индукцией магнитного поля, так как он определяет силу Лоренца и форму траектории движения частицы.
Практика:
Производится эксперимент, в котором электрон со скоростью 5 * 10^5 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8.5 мТл, перпендикулярно его силовым линиям. Определите силу, действующую на электрон, направление его движения и радиус кривизны траектории. (Масса электрона - 9.11 * 10^-31 кг, заряд электрона - 1.6 * 10^-19 Кл).