Протон, который входит в однородное магнитное поле со скоростью 3•10^6 м/с, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции, испытывает силу 3 • 10^-14 Н со стороны магнитного поля. Какой модуль магнитной индукции и какая форма траектории движения протона?

Физика 11 класс Магнитное поле и движение заряженных частиц в нем магнитное поле протон магнитная индукция сила траектория физика 11 класс движение заряженной частицы

Чтобы определить модуль магнитной индукции и форму траектории движения протона, давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Формула для силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле

Сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, описывается формулой:

F = q * v * B * sin(θ)

где:

• F – сила, действующая на частицу (в нашем случае 3 * 10^-14 Н),
• q – заряд частицы (для протона q = 1,6 * 10^-19 Кл),
• v – скорость частицы (в нашем случае 3 * 10^6 м/с),
• B – модуль магнитной индукции, который мы ищем,
• θ – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. В нашем случае угол равен 90 градусов, так как скорость направлена перпендикулярно линиям магнитной индукции. Поэтому sin(90°) = 1.

Шаг 2: Подставим известные значения в формулу

Теперь мы можем упростить формулу, так как sin(90°) = 1:

F = q * v * B

Подставим известные значения:

3 * 10^-14 Н = (1,6 * 10^-19 Кл) * (3 * 10^6 м/с) * B

Шаг 3: Найдем модуль магнитной индукции B

Теперь мы можем выразить B:

B = F / (q * v)

Подставим значения:

B = (3 * 10^-14 Н) / ((1,6 * 10^-19 Кл) * (3 * 10^6 м/с))

B = (3 * 10^-14) / (4,8 * 10^-13) = 0,0625 Тл

Шаг 4: Форма траектории движения протона

Когда заряженная частица, такая как протон, движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, она будет двигаться по круговой траектории. Это происходит из-за того, что магнитная сила всегда перпендикулярна скорости частицы, что заставляет её двигаться по кругу.

Ответ:

• Модуль магнитной индукции B составляет 0,0625 Тл.
• Форма траектории движения протона – круговая.

Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

Сначала вспомним формулу для силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле. Эта сила определяется по формуле:

F = q * v * B * sin(α)

где:

• F - магнитная сила (в нашем случае 3 * 10^-14 Н),
• q - заряд частицы (для протона q = 1.6 * 10^-19 Кл),
• v - скорость частицы (в нашем случае 3 * 10^6 м/с),
• B - магнитная индукция (то, что мы ищем),
• α - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. В нашем случае угол равен 90 градусам, так как скорость направлена перпендикулярно линиям магнитной индукции, и sin(90°) = 1.

Теперь подставим известные значения в формулу:

3 10^-14 Н = (1.6 10^-19 Кл) (3 10^6 м/с) * B

Теперь нам нужно выразить B:

B = (3 10^-14 Н) / ((1.6 10^-19 Кл) (3 10^6 м/с))

Теперь посчитаем:

1. Сначала вычислим произведение:
(1.6 * 10^-19 Кл) * (3 * 10^6 м/с) = 4.8 * 10^-13 Кл·м/с
2. Теперь подставим это значение в формулу для B:
B = (3 * 10^-14 Н) / (4.8 * 10^-13 Кл·м/с)
3. Теперь делим:
B = 0.0625 Тл

Итак, модуль магнитной индукции равен 0.0625 Тл.

Теперь давайте определим форму траектории движения протона. Когда заряженная частица движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, она испытывает центростремительное ускорение и движется по круговой траектории.

Таким образом, ответ на задачу:

• Модуль магнитной индукции: 0.0625 Тл
• Форма траектории движения протона: круговая