Каковы радиус окружности, период обращения, импульс и кинетическая энергия электрона, а также ускоряющая разность потенциалов, которую он прошёл, прежде чем попасть в магнитное поле, согласно условию задачи номер 3:

Задача 3: электрон со скоростью 5*10^7 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 30° к линиям индукции. Найдите силу, действующую на электрон.

Физика 11 класс Магнитное поле и движение заряженных частиц радиус окружности электрона период обращения электрона импульс электрона кинетическая энергия электрона ускоряющая разность потенциалов магнитное поле сила действующая на электрон физика 11 класс задача по физике Новый

Для решения задачи нам нужно найти несколько параметров электрона, который влетает в магнитное поле. Давайте разберемся по шагам.

1. Сила, действующая на электрон:

Сила, действующая на движущийся заряд в магнитном поле, рассчитывается по формуле:

F = q * v * B * sin(θ)

где:

• F - сила, действующая на заряд;
• q - заряд электрона (примерно 1.6 * 10^-19 Кл);
• v - скорость электрона (5 * 10^7 м/с);
• B - индукция магнитного поля (0.8 Тл);
• θ - угол между вектором скорости и линиями индукции (30°).

Теперь подставим значения в формулу. Сначала найдем sin(30°), который равен 0.5:

F = (1.6 * 10^-19) * (5 * 10^7) * (0.8) * (0.5)

Теперь производим вычисления:

F = 1.6 * 10^-19 * 5 * 10^7 * 0.8 * 0.5 = 2.4 * 10^-12 Н.

2. Радиус окружности:

Радиус окружности, по которой движется заряд в магнитном поле, можно найти по формуле:

r = (m * v) / (q * B)

где:

• m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг);
• v - скорость электрона (5 * 10^7 м/с);
• q - заряд электрона (1.6 * 10^-19 Кл);
• B - индукция магнитного поля (0.8 Тл).

Теперь подставим значения:

r = (9.11 * 10^-31 * 5 * 10^7) / (1.6 * 10^-19 * 0.8)

Вычисляем:

r = (4.555 * 10^-23) / (1.28 * 10^-19) ≈ 3.56 * 10^-4 м.

3. Период обращения:

Период обращения заряда в магнитном поле можно найти по формуле:

T = (2 * π * m) / (q * B)

Подставим значения:

T = (2 * π * 9.11 * 10^-31) / (1.6 * 10^-19 * 0.8)

Вычисляем:

T ≈ 7.14 * 10^-10 с.

4. Импульс электрона:

Импульс p можно найти по формуле:

p = m * v

Подставим значения:

p = 9.11 * 10^-31 * 5 * 10^7 ≈ 4.56 * 10^-23 кг·м/с.

5. Кинетическая энергия:

Кинетическая энергия K можно найти по формуле:

K = (1/2) * m * v^2

Подставим значения:

K = (1/2) * 9.11 * 10^-31 * (5 * 10^7)^2.

Вычисляем:

K ≈ 1.14 * 10^-13 Дж.

6. Ускоряющая разность потенциалов:

Ускоряющая разность потенциалов U можно найти по формуле:

U = K / q

Подставим значения:

U = (1.14 * 10^-13) / (1.6 * 10^-19) ≈ 712.5 В.

Таким образом, мы нашли все необходимые параметры:

• Сила, действующая на электрон: 2.4 * 10^-12 Н;
• Радиус окружности: 3.56 * 10^-4 м;
• Период обращения: 7.14 * 10^-10 с;
• Импульс электрона: 4.56 * 10^-23 кг·м/с;
• Кинетическая энергия: 1.14 * 10^-13 Дж;
• Ускоряющая разность потенциалов: 712.5 В.