Какова тормозящая разность потенциалов в однородном электрическом поле, если протон движется по дуге окружности

Тормозящая разность потенциалов в однородном электрическом поле

Описание: Тормозящая разность потенциалов в однородном электрическом поле может быть определена как разность потенциальных энергий протона на начале и конце его движения. Если протон движется по дуге окружности радиусом 5,0 см (R) в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл (B), то он описывает окружность с радиусом R и совершает образующее угловое перемещение α.

Угловое перемещение α можно определить, используя зависимость периода обращения трения протона в магнитном поле:

T = 2πm/(qB)

где m - масса протона, q - его заряд, B - индукция магнитного поля. Отсюда:

α = 2πT = 2π(m/(qB)).

Так как протон полностью тормозится после вылета из магнитного поля, его кинетическая энергия становится равной нулю. Кинетическая энергия протона в однородном электрическом поле E выражается как:

K = qΔV,

где ΔV - разность потенциалов в однородном электрическом поле.

Таким образом, тормозящая разность потенциалов ΔV в однородном электрическом поле может быть определена как:

ΔV = K/q = (1/2)mv^2/q = (1/2)mv^2/(qαR) = (1/2)(1,67e-27 кг)(0^2)/(1,6e-19 Кл)(6,28(1,67e-27 кг)/(1,6e-19 Кл)(0,05 м).

Подставив значения в формулу и произведя необходимые вычисления, можно получить значение тормозящей разности потенциалов ΔV.

Совет: Чтобы лучше понять тему, рекомендуется вспомнить основные определения и формулы, связанные с электрическим и магнитным полем, а также силой Лоренца. Знание основ электродинамики и кинетической энергии также будет полезным.

Ещё задача: Определите тормозящую разность потенциалов в однородном электрическом поле, если протон движется по дуге окружности радиусом 10 см в однородном магнитном поле с индукцией 15 мТл и после вылета из магнитного поля полностью тормозится. Масса протона составляет 1,67x10^-27 кг, а его заряд равен 1,6x10^-19 Кл.