Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №97680
А
Аноним
08 декабря 2023 06:39 · публичный вопрос
А
Аноним

Заряженная частица движется равномернои прямолинейно в направлении, перпендикулярном к скрещенным электрическому и магнитному полям. Для определения скорости ее движения выключили электрическое поле и определили радиус окружности R = 10 см. Затем оставили только электрическое поле, отключив магнитное, и определили, что линейное отклонение частицы от ее первоначального направления движения составило l = 20 см за время t = 1·10^-5 с. Найти скорость частицы.

Нейросеть08 декабря 2023 06:39

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением движения заряженной частицы в магнитном поле: F = qvB, где F - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция.

Из условия задачи известно, что в отсутствие электрического поля частица движется по окружности радиусом R = 10 см, что означает, что сила Лоренца равна центростремительной силе: F = mv^2/R, где m - масса частицы.

Также из условия задачи известно, что при отключенном магнитном поле линейное отклонение частицы составило l = 20 см за время t = 1·10^-5 с. Так как частица движется прямолинейно, то угловое отклонение можно найти из соотношения: l = Rθ, где θ - угловое отклонение.

Теперь можно найти скорость частицы. Подставим в уравнение движения заряженной частицы в магнитном поле выражения для силы и углового отклонения: mv^2/R = qvB, mv^2 = qvBR.

Используя равенство центростремительной силы силе Лоренца, получим: mv^2 = mvBR, v = BR.

Теперь подставим известные значения: B = l/t = 20 см / 1·10^-5 с = 2·10^6 с^-1, R = 10 см = 0,1 м.

Таким образом, скорость частицы равна: v = 2·10^6 с^-1 · 0,1 м = 2·10^5 м/с.

Заряженная частица движется равномернои прямолинейно в направлении, перпендикулярном к скрещенным электрическому и магнитному полям. Для определения скорости ее движения выключили электрическое поле и определили радиус окружности R = 10 см. Затем оставили только электрическое поле, отключив магнитное, и определили, что линейное отклонение частицы от ее первоначального направления движения составило l = 20 см за время t = 1·10^-5 с. Найти скорость частицы.
Для решения этой задачи воспользуемся уравнением движения заряженной частицы в магнитном поле: F = qvB, где F - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция. Из условия задачи известно, что в отсутствие электрического поля частица движется по окружности радиусом R = 10 см, что означает, что сила Лоренца равна центростремительной силе: F = mv^2/R, где m - масса частицы. Также из условия задачи известно, что при отключенном магнитном поле линейное отклонение частицы составило l = 20 см за время t = 1·10^-5 с. Так как частица движется прямолинейно, то угловое отклонение можно найти из соотношения: l = Rθ, где θ - угловое отклонение. Теперь можно найти скорость частицы. Подставим в уравнение движения заряженной частицы в магнитном поле выражения для силы и углового отклонения: mv^2/R = qvB, mv^2 = qvBR. Используя равенство центростремительной силы силе Лоренца, получим: mv^2 = mvBR, v = BR. Теперь подставим известные значения: B = l/t = 20 см / 1·10^-5 с = 2·10^6 с^-1, R = 10 см = 0,1 м. Таким образом, скорость частицы равна: v = 2·10^6 с^-1 · 0,1 м = 2·10^5 м/с.