Какова сила, действующая на электрон, который влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1,4 мТл в вакууме со скоростью 500 км/с, если его движение перпендикулярно линиям магнитной индукции? Также, каков радиус окружности, по которой он движется?

Физика 11 класс Магнитное поле и движение заряженных частиц сила электрон магнитное поле индукция 1,4 мТл скорость 500 км/с Движение перпендикулярно радиус окружности физика 11 класс Вакуум Новый

Чтобы решить задачу, начнем с определения силы, действующей на электрон в магнитном поле. Эта сила называется силой Лоренца и рассчитывается по формуле:

F = q * v * B * sin(α)

Где:

• F - сила Лоренца;
• q - заряд электрона (приблизительно 1.6 * 10^-19 Кл);
• v - скорость электрона;
• B - магнитная индукция;
• α - угол между направлением скорости и линиями магнитной индукции.

В нашем случае угол α равен 90 градусам, так как электрон движется перпендикулярно линиям магнитной индукции. Таким образом, sin(90) = 1.

Теперь подставим известные значения:

• Магнитная индукция B = 1.4 мТл = 1.4 * 10^-3 Тл;
• Скорость v = 500 км/с = 500000 м/с = 5 * 10^5 м/с;
• Заряд электрона q = 1.6 * 10^-19 Кл.

Подставим эти значения в формулу:

F = 1.6 * 10^-19 * 5 * 10^5 * 1.4 * 10^-3

Теперь проведем вычисления:

F = 1.6 * 5 * 1.4 * 10^-19 * 10^5 * 10^-3 = 1.12 * 10^-18 Н.

Таким образом, сила, действующая на электрон, составляет примерно 1.12 аттоньютон.

Теперь перейдем к расчету радиуса окружности, по которой движется электрон в магнитном поле. Радиус движения можно найти по формуле:

R = mv / (qB)

Где:

• m - масса электрона (приблизительно 9.1 * 10^-31 кг);
• v - скорость электрона;
• q - заряд электрона;
• B - магнитная индукция.

Подставим известные значения:

R = (9.1 * 10^-31 * 5 * 10^5) / (1.6 * 10^-19 * 1.4 * 10^-3)

Теперь проведем вычисления:

R = (4.55 * 10^-25) / (2.24 * 10^-22) ≈ 0.0203 м.

Итак, радиус окружности, по которой движется электрон, составляет примерно 0.0203 метра или 2.03 см.

В итоге, мы нашли, что сила, действующая на электрон, равна 1.12 аттоньютон, а радиус его движения в магнитном поле составляет 2.03 см.