Похожие вопросы
2024-10-20 11:14:24
Какой радиус спирали будет иметь электрон, который проходит ускоряющую разность потенциалов 1 кВ и влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл под углом 30° к силовым линиям?
Физика 11 класс Движение заряженных частиц в магнитном поле радиус спирали электрон ускоряющая разность потенциалов 1 кВ однородное магнитное поле индукция 10 мТл угол 30° физика 11 класс движение заряженной частицы магнитное поле формулы физики задача по физике электрическое поле магнитная сила кинетическая энергия электрона
2024-10-20 11:14:25
Для решения данной задачи нам необходимо использовать несколько физических принципов: закон сохранения энергии, силу Лоренца и формулу для радиуса движения заряженной частицы в магнитном поле.
Шаг 1: Находим скорость электрона после ускорения.
Электрон ускоряется в электрическом поле, и его кинетическая энергия равна работе, совершенной электрическим полем. Работа равна произведению заряда электрона на разность потенциалов:
- Работа = q * U,
где q - заряд электрона (приблизительно 1.6 * 10^-19 Кл), U - разность потенциалов (1 кВ = 1000 В).
Кинетическая энергия электрона также может быть выражена как:
- Кинетическая энергия = (m * v^2) / 2,
где m - масса электрона (приблизительно 9.11 * 10^-31 кг), v - скорость электрона.
Приравниваем эти два выражения:
- q * U = (m * v^2) / 2.
Теперь выразим скорость v:
- v = sqrt((2 * q * U) / m).
Подставим значения:
- q = 1.6 * 10^-19 Кл,
- U = 1000 В,
- m = 9.11 * 10^-31 кг.
Теперь подставим и посчитаем:
- v = sqrt((2 * 1.6 * 10^-19 * 1000) / (9.11 * 10^-31)).
После вычислений получаем скорость электрона.
Шаг 2: Находим силу Лоренца.
Сила Лоренца, действующая на движущийся заряд в магнитном поле, вычисляется по формуле:
- F = q * v * B * sin(θ),
где B - индукция магнитного поля (10 мТл = 10 * 10^-3 Тл), θ - угол между вектором скорости и направлением магнитного поля (в нашем случае 30°).
Подставляем значения и находим силу.
Шаг 3: Находим радиус спирали.
Радиус спирали r, по которой движется заряд в магнитном поле, можно найти по формуле:
- r = (m * v) / (q * B * sin(θ)).
Теперь подставим все известные значения:
- m - масса электрона,
- v - скорость, найденная на первом шаге,
- q - заряд электрона,
- B - индукция магнитного поля,
- θ - угол (30°).
После подстановки и вычислений мы получим радиус спирали, по которой движется электрон в магнитном поле.
Таким образом, следуя этим шагам, вы сможете найти радиус спирали электрона, который прошел ускоряющую разность потенциалов 1 кВ и влетел в однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл под углом 30° к силовым линиям.
