Какова скорость электронов, перемещающихся в перпендикулярных электрическом и магнитных полях, если электрическое поле
Какова скорость электронов, перемещающихся в перпендикулярных электрическом и магнитных полях, если электрическое поле имеет силу 4,4 кВ/м и магнитное поле имеет индукцию 2,4 мТл? Какой радиус имеет окружность?
18.11.2023 22:38
Описание: При движении электрона в перпендикулярных электрическом и магнитных полях на него будет действовать сила, называемая силой Лоренца. Эта сила определяется по формуле: F = q(E + v x B), где q - заряд электрона, E - интенсивность электрического поля, v - скорость электрона и B - индукция магнитного поля.
Мы можем использовать данную формулу, чтобы выразить скорость электрона. Для этого решим уравнение:
q(E + v x B) = mv^2 / r, где m - масса электрона и r - радиус окружности.
В нашем случае, E = 4,4 кВ/м и B = 2,4 мТл. Значение заряда электрона q = 1,6 * 10^-19 Кл и его масса m = 9,1 *10^-31 кг.
Теперь мы можем решить уравнение и найти скорость электрона и радиус окружности. Для этого нам понадобится исходная формула v = m * q * B / (q * E - m * v^2).
Дополнительный материал:
У нас есть следующие данные:
Электрическое поле E = 4.4 кВ/м
Магнитное поле B = 2.4 мТл
Воспользуемся формулой:
v = m * q * B / (q * E - m * v^2)
Подставляя значения, получаем:
v = (9.1 * 10^-31 кг) * (1.6 * 10^-19 Кл) * (2.4 мТл) / ((1.6 * 10^-19 Кл) * (4.4 * 10^3 В/м) - (9.1 * 10^-31 кг) * v^2)
Решив это уравнение, мы найдем значение скорости электрона и радиуса окружности.
Совет: Для лучшего понимания этой темы рекомендуется ознакомиться с основами электромагнетизма и уравнением силы Лоренца.
Задание для закрепления:
Если электрическое поле имеет интенсивность 3,5кВ/м, а магнитное поле - 1,8мТл, найдите скорость электрона и радиус окружности. Заряд электрона q = 1,6*10^-19 Кл, а его масса m = 9,1*10^-31 кг.
Пояснение: Для определения скорости электронов, перемещающихся в перпендикулярных электрическом и магнитных полях, мы можем использовать формулу "rulejay_2.84". Известно, что электрическое поле имеет силу 4,4 кВ/м, а магнитное поле имеет индукцию 2,4 мТл.
Для начала, нам понадобится величина заряда электрона, которая обозначается символом "e" и равна 1,6 * 10^(-19) Кл. Затем, пользуясь формулой, мы можем вычислить скорость электрона в данной ситуации. Формула выглядит следующим образом:
v = (E / B) * e,
где v - скорость электрона, E - сила электрического поля, B - индукция магнитного поля, e - величина заряда электрона.
Подставляя известные значения, получаем:
v = (4,4 * 10^3 В/м) / (2,4 * 10^(-3) Тл) * (1,6 * 10^(-19) Кл),
v = 9,1 * 10^6 м/с.
Таким образом, скорость электрона составляет 9,1 * 10^6 м/с.
Чтобы определить радиус окружности, по которой движется электрон, мы можем использовать другую формулу, связанную со скоростью и магнитным полем:
r = (m * v) / (e * B),
где r - радиус окружности, m - масса электрона.
Заметим, что масса электрона m равна 9,1 * 10^(-31) кг.
Подставляя известные значения, получаем:
r = (9,1 * 10^(-31) кг * 9,1 * 10^6 м/с) / (1,6 * 10^(-19) Кл * 2,4 * 10^(-3) Тл),
r = 3,5 * 10^(-2) м.
Таким образом, радиус окружности, по которому движется электрон, составляет 3,5 * 10^(-2) м.
Совет: При решении задач, связанных с электрическими и магнитными полями, всегда следует быть внимательным с единицами измерения. Убедитесь, что все величины согласованы и в соответствующих единицах (Кл, В/м, Тл и т.д.).
Задание для закрепления: Найдите скорость электронов, движущихся в перпендикулярных электрическом и магнитных полях, если электрическое поле имеет силу 6,7 кВ/м, а магнитное поле имеет индукцию 3,2 мТл. Определите также радиус окружности, по которому движутся электроны.