Электрон,с зарядом е=1,6*10(-19)кл,и массой m=9.1*10(-31)кг влетает в однородное магнитное поле с индукцией в=50мтл со скоростью v=5*10(7)м/с,определитьа)силу,действующую на электронб)радиус окружности,описываемой электроном,в)период и частоту вращения электрона в магнитном поле

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Сила Лоренца, действующая на электрон, составляет 4×10-134 cross 10 to the negative 13 power Н, радиус его траектории равен 5,69×10-35 comma 69 cross 10 to the negative 3 power м, период обращения — 7,15×10-107 comma 15 cross 10 to the negative 10 power с, а частота — 1,4×1091 comma 4 cross 10 to the nineth power Гц. ️ Шаг 1: Расчет силы Лоренца Сила Лоренца Fcap F, действующая на движущийся заряд в магнитном поле, определяется формулой F=qvBsinαcap F equals q v cap B sine alpha. Поскольку электрон описывает окружность, угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции α=90alpha equals 90 raised to the composed with power, следовательно, sinα=1sine alpha equals 1. F=evBcap F equals e v cap B F=1,610-1951075010-3=410-13 Нcap F equals 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 5 center dot 10 to the seventh power center dot 50 center dot 10 to the negative 3 power equals 4 center dot 10 to the negative 13 power Н️ Шаг 2: Определение радиуса окружности Сила Лоренца является центростремительной силой, удерживающей электрон на круговой орбите: evB=mv2Re v cap B equals the fraction with numerator m v squared and denominator cap R end-fraction . Отсюда выражаем радиус Rcap R: R=mveBcap R equals the fraction with numerator m v and denominator e cap B end-fraction R=9,110-3151071,610-195010-35,6910-3 мcap R equals the fraction with numerator 9 comma 1 center dot 10 to the negative 31 power center dot 5 center dot 10 to the seventh power and denominator 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 50 center dot 10 to the negative 3 power end-fraction is approximately equal to 5 comma 69 center dot 10 to the negative 3 power м ️ Шаг 3: Расчет периода и частоты обращения Период обращения Tcap T — это время одного полного оборота: T=2πRvcap T equals the fraction with numerator 2 pi cap R and denominator v end-fraction . Подставляя выражение для Rcap R, получаем T=2πmeBcap T equals the fraction with numerator 2 pi m and denominator e cap B end-fraction . T=23,149,110-311,610-195010-37,1510-10 сcap T equals the fraction with numerator 2 center dot 3 comma 14 center dot 9 comma 1 center dot 10 to the negative 31 power and denominator 1 comma 6 center dot 10 to the negative 19 power center dot 50 center dot 10 to the negative 3 power end-fraction is approximately equal to 7 comma 15 center dot 10 to the negative 10 power с Частота обращения νnu — величина, обратная периоду: ν=1Tnu equals the fraction with numerator 1 and denominator cap T end-fraction . ν=17,1510-101,4109 Гцnu equals the fraction with numerator 1 and denominator 7 comma 15 center dot 10 to the negative 10 power end-fraction is approximately equal to 1 comma 4 center dot 10 to the nineth power Гц Ответ: а) Сила Лоренца F=410-13 Нcap F equals 4 center dot 10 to the negative 13 power Н б) Радиус окружности R5,6910-3 мcap R is approximately equal to 5 comma 69 center dot 10 to the negative 3 power м в) Период T7,1510-10 сcap T is approximately equal to 7 comma 15 center dot 10 to the negative 10 power с, частота ν1,4109 Гцnu is approximately equal to 1 comma 4 center dot 10 to the nineth power Гц Уточните, требуется ли рассчитать кинетическую энергию электрона в этом поле для дальнейшего анализа задачи?

Форма ответа

Ваш аватар