По какой траектории будет двигаться заряд влетает в магнитное поле
Перейти к содержимому

По какой траектории будет двигаться заряд влетает в магнитное поле

По какой траектории будет двигаться заряд, влетая в магнитное поле? Пожалуйста помогите срочно ​

Когда движущийся заряд попадает в магнитное поле, на него начинает действовать сила Лоренца, выполняющая роль центростремительной силы. Таким образом, заряд будет двигаться по окружности.

большое спасибо

Новые вопросы в Физика

что происходит при изменение t-ы воздуха от 10°с до 7°c с водой в стакане

У калориметр, що містить 0,5 кг води, упустили 20 г водяної пари. шо має температуру 100 °С. Якою була початкова температура води. якщо кінцева темпер … атура в калориметрі 50 °С. Втрати тепла не враховуйте. Розв’яжіть будь ласка з дано, знайти та розв’язком. Даю 90 балів . ​

Груз массой 3 кг подвешен к пружине динамометра. Какими будут показания динамометра если груз поднимают с ускорением 4м/с² УЖЕ 25 БАЛЛОВ ДАЮ ЗА РЕШЕНИ … Е

СРОЧНО ДВАДЦАТЬ БАЛЛОВ + ЛУЧШИЙ ОТВЕТКакую силу нужно приложить к телу, чтобы оно двигалось с ускорением 2м/с2. Вес тела 10 кг. Коэффициент сопротивле … ния движению 0,02. Сила направлена под углом 30° (ускорение свободного падения 10 м/с, sin 30°=0,5, cos 30°=0,86). Ответ сократить до целого числа.​

Яку роботу виконує сила тяги потяга масою 2000 т на ділянці дороги 400 м? Потяг рухається з місця з прискоренням 0,15 м/с^2, коефіцієнт тертя 0,03.

Каталог статей

1. Заряженная частица с кинетической энергией 1 кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 1 мм. Найти силу, действующую на частицу со стороны поля.

На движущуюся заряженную частицу магнитное поле действует силой Лоренца, равной F L = Bqv .

2. Однородное магнитное поле с индукцией В локализовано между двумя параллельными плоскостями, расстояние между которыми равно L. Какую скорость должен иметь электрон, чтобы пройти данную область поля?

На электрон, влетающий в магнитное поле, будет действовать сила Лоренца, которая по правилу левой руки будет направлена вертикально вниз. Траектория движения – окружность. Значит, для того, чтобы электрон мог пройти данную область поля, радиус окружности должен быть R ≥ L .

3. Частица массой 6 ∙ 10 – 12 кг и зарядом 3 ∙ 10 – 10 Кл движется в однородном магнитном поле с индукцией 10 Тл. Кинетическая энергия частицы 10 – 6 Дж. Какой путь пройдет частица за время, в течение которого ее скорость изменит направление на угол 180 ° ? Магнитное поле перпендикулярно скорости частицы.

Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности. Скорость в каждой точке траектории направлена по касательной к ней. Значит, направление скорости поменяется на противоположное, когда частица пройдет путь, равный половине длины окружности s = π R .

4. Электрон влетает перпендикулярно направлению магнитного поля с индукцией 28,5 мТл со скоростью 10 Мм/с. Определить изменение скорости электрона за промежуток времени 2,1 ∙ 10 – 10 с.

Действие магнитного поля на заряженные частицы, 11 класс

Действие магнитного поля на заряженные частицы, 11 класс

Эленбергер Марина

Лоренц Хендрик Антон Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения

Лоренц Хендрик Антон Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения

Лоренц Хендрик Антон

Лоренц ввел в электродинамику представления о дискретности электрических зарядов и записал уравнения для электромагнитного поля, созданного отдельными заряженными частицами (уравнения Максвелла – Лоренца); ввел выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле; создал классическую теорию дисперсии света и объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле (эффект Зеемана). Его работы по электродинамике движущихся сред послужили основой для создания специальной теории относительности.

(1853 – 1928 г.г.)
великий
нидерландский
физик – теоретик,
создатель
классической
электронной
теории

Сила Лоренца — это сила, с которой магнитное поле действует на заряженные частицы

Сила Лоренца - это сила, с которой магнитное поле действует на заряженные частицы

Сила Лоренца —

это сила, с которой магнитное поле действует на заряженные частицы

Модуль силы Лоренца прямо пропорционален:
— индукции магнитного поля В (в Тл);
— модулю заряда движущейся частицы |q0| (в Кл);
— скорости частицы  (в м/с)

где угол α – это угол между вектором магнитной индукции и направлением вектора скорости частицы

Направление силы Лоренца Направление силы

Направление силы Лоренца Направление силы

Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: левую руку надо расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (или против отрицательной), тогда отогнутый на 90˚ большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Частица влетает в магнитное поле ll линиям
магнитной индукции => α = 0˚ => sin α = 0

Если сила, действующая на частицу, = 0, то частица, влетающая в магнитное поле, будет двигаться
равномерно и прямолинейно вдоль линий
магнитной индукции

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Если вектор В ┴ вектору скорости , то α = 90˚ => sin α = 1 =>
В этом случае сила Лоренца максимальна, значит, частица будет двигаться
с центростремительным ускорением по окружности

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Пространственные траектории заряженных частиц в магнитном поле

Вектор скорости нужно разложить на две составляющие: ║ и  ┴, т.е. представить сложное движение частицы в виде двух простых:
равномерного прямолинейного движения вдоль линий индукции и движения по окружности перпендикулярно линиям индукции – частица движется по спирали.

R = m  | q B

Т. Действие м. поля заряд

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях

На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке\[~ \vec F = q \vec E\]. Эта сила сообщает ускорение \(~ \vec a= \frac =\frac \), где m — масса заряженной частицы. Как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением \(~\vec E\), если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно \(~\vec E\), если заряд отрицателен (q<0).

Если электростатическое поле однородное (\(~\vec E\) = const), то ускорение \(~\vec a \) = const и частица будет совершать равноускоренное движение (разумеется, при отсутствии других сил). Вид траектории частицы зависит от начальных условий. Если вначале заряженная частица покоилась \(~(v_0 = 0)\) или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением \(~ (\vec v_o \upuparrows \vec a )\), то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. Если \(~ \vec v_o \downarrow \uparrow \vec a \), то частица будет тормозиться в этом поле.

Во всех случаях при движении заряженной частицы в электростатическом поле будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы.

Существенное отличие магнитного поля от электростатического состоит, во-первых, в том, что магнитное поле не действует на покоящуюся заряженную частицу. Магнитное поле действует только на движущиеся в поле заряженные частицы. Во-вторых, сила Лоренца, действующая на заряженные частицы в магнитном поле, всегда перпендикулярна скорости их движения. Поэтому модуль скорости в магнитном поле не изменяется. Не изменяется, следовательно, и кинетическая энергия частицы. Вид траектории заряженной частицы в магнитном поле зависит от угла между скоростью влетающей в поле частицы и магнитной индукцией. Возможны три различных случая.

1. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью \(~\vec v\), направленной вдоль поля \(~(\vec v \upuparrows \vec B)\) или противоположно направлению магнитной индукции поля \(~ (\vec v \downarrow \uparrow \vec B )\). В этих случаях сила Лоренна \(~F_L = 0 \) и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.

2. Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции (рис. 2), тогда сила Лоренца \(~ F_L = qbv \), а следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. В результате частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона:

\(~F_l = ma_c; qBv = \frac \Rightarrow R =\frac . \)

Отношение \(~\frac q m \) — называют удельным зарядом частицы.

Период вращения частицы

то есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории. На этом основано действие циклотрона.

3. Скорость заряженной частицы направлена под углом \(~\alpha \) к вектору \(~\vec B\) (рис. 3).

Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью \(~ v_ <\lVert>= v \cos \alpha \) и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью \(~ v_ <\perp>= v \sin \alpha\) в плоскости, перпендикулярной полю. Радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить \(~ v\) на \(~ v_ <\perp>= v \sin \alpha\), то есть

В результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии

\(~h = v_ <\lVert>\cdot T = v \cos \alpha \cdot T = \frac \)

Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы.

Если скорость заряженной частицы составляет угол α с направлением вектора \(~\vec B\) неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, тο R и h уменьшаются с ростом B. На этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле.

Если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией \(~\vec B\) действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью \(~\vec E\), то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы Лоренца\[~ \vec F_e = \vec F_L\]. Характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C.326-327.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *