Какой будет угол отклонения частицы после выхода из магнитного поля, если частица массой 1 мг с зарядом 1 мкКл входит

Суть вопроса: Магнитное поле и отклонение заряда

Инструкция: В данной задаче нам даны такие параметры: масса частицы (m = 1 мг = 0.001 г), заряд частицы (q = 1 мкКл = 0.000001 Кл), индукция магнитного поля (B = 1 Тл), скорость движения частицы (v = 1 м/с), и размеры поля в разных направлениях (неограничены, кроме направления начального движения частицы).

Для определения угла отклонения частицы нам необходимо использовать формулу Лоренца для силы, действующей на заряд в магнитном поле:
F = q * v * B * sin(θ),
где F - сила, действующая на частицу, q - заряд частицы, v - скорость движения частицы, B - индукция магнитного поля, θ - угол отклонения частицы.

В данном случае частица перемещается перпендикулярно линиям поля, поэтому угол отклонения будет 90°, то есть sin(θ) = 1. Подставив значения в формулу, получим:
F = (0.000001 Кл) * (1 м/с) * (1 Тл) * 1 = 0.000001 Н.

Теперь, используя второй закон Ньютона F = m * а, где m - масса частицы, а - ускорение частицы, можно определить ускорение частицы:
0.000001 Н = (0.001 г) * а,
откуда а = 1000 м/с².

Используя формулу для ускорения поступательного движения, a = v² / r, где v - скорость движения частицы, r - радиус кривизны траектории движения частицы, мы можем выразить радиус кривизны:
1000 м/с² = (1 м/с)² / r,
откуда r = 1 м.

Таким образом, угол отклонения частицы после выхода из магнитного поля будет 90°.

Совет: При решении подобных задач всегда важно внимательно анализировать предоставленные данные и применять соответствующие формулы и законы. Изучение основных принципов магнетизма и магнитных полей поможет лучше понять подобные задачи.

Практика: Какова будет сила, действующая на заряд частицы, если индукция магнитного поля увеличится в 2 раза, а скорость частицы останется неизменной? (Значения массы частицы и заряда оставить неизменными: m = 1 мг, q = 1 мкКл)

Тема урока: Угол отклонения в магнитном поле

Пояснение:

Чтобы определить угол отклонения частицы после выхода из магнитного поля, мы можем использовать закон Лоренца, который описывает силу, действующую на заряженную частицу в магнитном поле.

Закон Лоренца гласит, что сила (F), действующая на заряженную частицу, равна произведению заряда (q) на скорость (v) частицы и векторно перемножается с вектором магнитной индукции (B): F = q * v * B * sin(θ), где θ - угол между скоростью частицы и направлением магнитного поля.

В данной задаче известно, что масса частицы (m) равна 1 мг, заряд (q) равен 1 мкКл, скорость (v) составляет 1 м/с, а индукция магнитного поля (B) равна 1 Тл.

Однако нам неизвестен сам угол отклонения (θ).

Чтобы найти угол отклонения, мы можем использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила (F) равна произведению массы (m) на ускорение (a): F = m * a.

Ускорение (a) в данном случае равно силе (F) поделенной на массу (m): a = F / m.

Учитывая, что сила (F) равна q * v * B * sin(θ), мы можем выразить угол отклонения (θ) следующим образом: θ = arcsin(a / (q * B)).

Подставляя известные значения, получаем: θ = arcsin((q * v * B * sin(θ)) / (m * v * v)).

Хотя эта формула зависит от угла отклонения (θ), мы можем использовать итерационный метод для приближенного решения.

Дополнительный материал:
Зная все известные значения из задачи, у нас есть параметры для вычисления угла отклонения частицы.

Совет:
Для лучшего понимания и решения подобных задач полезно изучить основы электромагнетизма и векторной алгебры. Понимание этих концепций поможет вам правильно применить соответствующие формулы и методы.

Задача на проверку:
Предположим, что заряд частицы равен 2 мкКл, скорость - 2 м/с и индукция магнитного поля - 2 Тл. Найдите угол отклонения в этом случае.