Вопрос задан 06.03.2025 в 16:39. Предмет Физика. Спрашивает Егоров Денис.

С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5*10 ^(-13) Н.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Белоусова Варя.

Для решения задачи воспользуемся формулой для силы Лоренца, которая описывает взаимодействие заряженной частицы с магнитным полем. Формула имеет вид:

F=qvBsinθF = qvB \sin\theta

где:

  • FF — сила Лоренца,
  • qq — заряд электрона,
  • vv — скорость электрона,
  • BB — магнитная индукция,
  • θ\theta — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

В данном случае, магнитное поле перпендикулярно скорости, то есть θ=90\theta = 90^\circ, и sin90=1\sin 90^\circ = 1. Таким образом, сила Лоренца упрощается до:

F=qvBF = qvB

Из этой формулы можно выразить скорость электрона:

v=FqBv = \frac{F}{qB}

Теперь подставим известные значения:

  • Сила Лоренца F=5×1013НF = 5 \times 10^{-13} \, \text{Н},
  • Заряд электрона q=1,6×1019Клq = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл},
  • Магнитная индукция B=0,05ТлB = 0,05 \, \text{Тл}.

Подставляем в формулу:

v=5×1013(1,6×1019)(0,05)=5×10138×1021=6,25×107м/сv = \frac{5 \times 10^{-13}}{(1,6 \times 10^{-19})(0,05)} = \frac{5 \times 10^{-13}}{8 \times 10^{-21}} = 6,25 \times 10^7 \, \text{м/с}

Теперь, чтобы найти ускорение электрона, нужно использовать второй закон Ньютона. В магнитном поле электрон будет двигаться по окружности, и на него будет действовать центростремительное ускорение aa, которое можно выразить через скорость и радиус траектории:

a=v2ra = \frac{v^2}{r}

Однако радиус траектории можно найти из формулы для силы Лоренца, которая равна центростремительной силе:

F=mv2rF = \frac{mv^2}{r}

где mm — масса электрона. Из этой формулы можно выразить радиус траектории rr:

r=mv2Fr = \frac{mv^2}{F}

Теперь ускорение aa будет равно:

a=v2r=v2mv2F=Fma = \frac{v^2}{r} = \frac{v^2}{\frac{mv^2}{F}} = \frac{F}{m}

Масса электрона m=9,11×1031кгm = 9,11 \times 10^{-31} \, \text{кг}.

Подставим известные значения:

a=5×10139,11×1031=5,49×1017м/с2a = \frac{5 \times 10^{-13}}{9,11 \times 10^{-31}} = 5,49 \times 10^{17} \, \text{м/с}^2

Ответ: Ускорение электрона в магнитном поле равно 5,49×1017м/с25,49 \times 10^{17} \, \text{м/с}^2.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос