Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 100 В. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 100 В

Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 100 В .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 100 В и, влетев в однородное магнитное поле (В = 0,1 Тл), стала двигаться по винтовой линии с шагом h = 6,5 см и радиусом R = 1 см. Определить отношение заряда частицы к ее массе. Дано: U = 100 B B = 0,1 Тл h = 6,5 см = 0,065 м R = 1 см = 0,01 м Найти: q/m ― ?

Ответ

q/m = 9,66·107 Кл/кг.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

На рисунке v1||B, v2 | B.
После прохождения ускоряющей разности потенциалов U частица приобрела кинетическую энергию
T=qU=mv22,
откуда
qm=v22U. (1)
Разложим скорость частицы на составляющие и Со скоростью частица движется прямолинейно и за время Т проходит путь
h = v1T.(2)
Со скоростью частица движется по кругу радиусом R и за время Т делает полный оборот:
2πR = v2T.(3)
Так как частица движется по кругу, то у неё есть ускорение
а = v22/R
и на неё действует сила
F = ma = mv22/R.
Это сила взаимодействия с магнитным полем:
F = Bqv2.
Приравняем значения для F:
Bqv2=mv22R;
v2=BqRm; (4)
v22=BqRm2. (5)
Подставим значение (4) в уравнение (3):
2πR=BqRm⋅T;
Разделим последнее уравнение почленно на (2):
2πRh=BqRmv1;
v1=Bqh2πm; v12=Bqh2πm2. (6)
Запишем уравнение (1) в виде:
qm=v12+v222U.
Подставим значения (5) и (6):
qm=Bqh2πm2+BqRm22U=B22Uqm2⋅h2π2+R2;
qm=2UB2⋅1h2π2+R2;
qm=2⋅1000,12⋅10,0652π2+0,012=9,66⋅107 Кл/кг.
Ответ: q/m = 9,66·107 Кл/кг.

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу