Расчетное задание №6

УСЛОВИЕ:

Рисунок 1

Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B =0,1 Тл перпендикулярно линиям индукции поля (рисунок 1). Вектор направлен в плоскость рисунка. Масса электрона кг, заряд электрона Кл. Значения U со знаком «минус» задаются для каждого варианта.

ЗАДАНИЕ:

Определить:

1) кинетическую энергию электрона, получившего ускоряющую разность потенциалов;

2) скорость электрона и обозначить на рисунке ее направление в произвольном масштабе;

3) силу Лоренца , действующую на электрон. Обозначить на рисунке ее направление в произвольном масштабе;

4) центростремительное ускорение электрона . Обозначить на рисунке его направление в произвольном масштабе;

5) радиус окружности R, по которой движется электрон. Обозначить его на рисунке в произвольном масштабе;

6) период обращения электрона Т.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:

Дано:

В, В =0,1 Тл, кг, Кл.

Решение:

Нарисовать рисунок 1 в тетрадь.

1.

Определение кинетической энергии. По теореме о кинетической энергии работа сил электростатического поля, разгоняющих электрон, равна кинетической энергии, приобретенной электроном: А = . Работа сил электростатического поля определяется формулой , поэтому

(Дж)

2. Определение скорости электрона из формулы кинетической энергии

(м/с)

Отметить на рисунке 2.

Рисунок 2

3. Определение модуля силы Лоренца по формуле . По условию задачи Кл, м/с, В =0,1 Тл, , тогда модуль силы Лоренца

(Н).

Направление действия силы Лоренца определяется правилом левой руки (если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца совпадали с направлением вектора скорости, то отогнутый на 90⁰ большой палец руки укажет направление силы Лоренца) и всегда перпендикулярно скорости. Поэтому сила Лоренца является центростремительной и вызывает центростремительное ускорение. Заряженная частица (электрон) движется по окружности радиуса R.

Отметить на рисунке 2.

4. Определение центростремительного ускорения . Воспользуемся вторым законом Ньютона:

(м/с²)

Отметить на рисунке 2.

5. Определение радиуса окружности. Используем кинематическую формулу: (м).

6. Определение периода обращения Т. период связан со скоростью формулой: (с).

ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ:

Вариант/ Дано
- (В)		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5		6,5		7,5

Вариант/ Дано
- (В)	1,2	1,7	2,2	2,7	3,2	3,7	4,2	4,7	5,2	5,7	6,2	6,7	7,2	7,7	8,2