Ответ или решение 1
W = 4500 эВ = 7200 *10 -19 Дж.
На протон с электрическим зарядом q, который двигается со скоростью V в магнитном поле с индукцией B, действует сила Лоренца Fл, значение которой определяется формулой: Fл = q * V * B * sinα, где ∠α — угол между направлением движения заряда V и вектором магнитной индукции В.
m * a = Fл — 2 закон Ньютона.
Центростремительное ускорение а выразим формулой: а = V 2 / R, где V — скорость движения протона, R — радиус окружности протона.
m * V 2 / R = q * V * B * sinα.
R = m * V 2 / q * V * B * sinα = m * V / q * B * sinα.
Энергию протона W выразим формулой: W = m * V 2 /2.
R = m * √(2 * W / m) / q * B * sinα.
R = 1,6 *10 -27 кг * √(2 * 7200 *10 -19 Дж / 1,6 *10 -27 кг) / 16 *10 -20 Кл * 1 Тл * sin90° = 0,00945 м.
Ответ: протон движется по окружности радиусом R = 0,00945 м.
Задание 18. Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля B по окружности со скоростью v. Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А) период обращения протона по окружности
Б) модуль ускорения протона
Сила Лоренца, действующая на частицу со стороны магнитного поля равна
и так как в данном случае 
, то
.
Перепишем это выражение в соответствии со вторым законом Ньютона, получим:
,
откуда модуль ускорения протона равен:
.
Это центростремительное ускорение 
, поэтому:
,
откуда радиус окружности
.
Период обращения частицы по окружности – это время, за которое она проходит по этой окружности. Длина окружности равна
,
тогда время прохождения будет равно
.
Используя данные задачи 1, найдите радиус окружности, по которой движется протон, а также его период обращения по этой окружности (масса протона m = 1,67, 10 -27 кг).
Дано: В = 0,3 Тл; υ= 5 • 10 6 м/с; е+ = 1,6 ·10 -19 Кл; тР = 1,67 • 10 -27 кг; ά= 90° .
Найти: R, T
Загрузка...
