По какой траектории будет двигаться заряд влетает в магнитное поле

Решу ЕГЭ и Незнайка объединились,

чтобы запустить свои курсы ЕГЭ в Тик-Ток формате. Никаких скучных вебинаров, только залипательный контент!

Готовься к ЕГЭ в Тик-Ток формате

«Незнайка» и «Решу ЕГЭ» запускают свои курсы подготовки. Короткие видео, много практики и нереальная польза!

Задание № 24872

Какой будет траектория движения заряженной частицы, влетающей в магнитное поле со скоростью, направленной перпендикулярно вектору индукции магнитного поля? Ответ поясните.

Для получения заряженных частиц высоких энергий используются ускорители заряженных частиц. В основе работы ускорителя лежит взаимодействие заряженных частиц с электрическим и магнитным полями. Ускорение создаётся электрическим полем, способным изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Постоянное магнитное поле изменяет направление движения заряженных частиц, не меняя величины их скорости, поэтому в ускорителях оно применяется для управления движением частиц (формой траектории).

По назначению ускорители классифицируются на коллайдеры, источники нейтронов, источники синхротронного излучения, установки для терапии рака, промышленные ускорители и др. Коллайдер — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для изучения продуктов их соударений. Благодаря коллайдерам учёным удаётся сообщить частицам высокую кинетическую энергию, а после их столкновений — наблюдать образование других частиц.

Самым крупным кольцевым ускорителем в мире является Большой адронный коллайдер (БАК), построенный в научно-исследовательском центре Европейского совета ядерных исследований, на границе Швейцарии и Франции. В создании БАК принимали участие учёные всего мира, в том числе и из России. Большим коллайдер назван из- за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет почти 27 км; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны (к адронам относятся, например, протоны). Коллайдер размещён в тоннеле на глубине от 50 до 175 метров. Два пучка частиц могут двигаться в противоположном направлении с огромной скоростью (коллайдер разгонит протоны до скорости 0,999999998 от скорости света). Однако в ряде мест их маршруты пересекутся, что позволит им сталкиваться, создавая при каждом соударении тысячи новых частиц. Последствия столкновения частиц и станут главным предметом изучения. Учёные надеются, что БАК позволит узнать, как происходило зарождение Вселенной.

2. Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу, перпендикулярна скорости и сообщает ей центростремительное ускорение.

1)Заряженная частица влетает в магнитное поле в направлении перпендикулярном линиям индукциию.По какой траектории она будет двигаться?2)Незаряженная частица влетает в магнитное поле в направлении,перпендикулярном линиям индукции.По какой траектории она будет двигаться?

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

По уравнению химической реакции: Cuo + H2 => Cu + H2O вычислите количество вещества меди, если в реакцию вступило 8 г оксида меди. За ответ буду очень благодарен)))

Будь Ласка, СРОЧНО: Прочитайте діалог між мамою і дитиною (репліки дитини пропущено) і виконайте завдання:- Ось коли будуть свої діти, то зрозумієш. — Одягнися нормально: я лікувати тебе не буду, май на увазі. — Хотіти не шкідливо. Мені також багато чого хочеться. — Коли доїдеш, зателефонуй. — Ти як із матір’ю розмовляєш. Доповніть діалог репліками дитини й словами автора (ПИСЬМОВО)

Задачи на тему «Магнитное поле» с решением

В сегодняшней статье разберем несколько общих задач на тему «Магнитное поле».

Хотите свежих новостей и полезной информации для студентов любых специальностей? Подпишитесь на наш телеграм. А чтобы получить скидку на наши услуги, загляните на наш второй канал, там много приятных сюрпризов!

Магнитное поле: задачи с решением

Как решать задачи на тему «Магнитное поле»? Так же, как и все остальные. Специально для вас мы подготовили общую памятку по решению физических задач и собрали воедино полезные формулы по всем темам. Пользуйтесь и не благодарите!

Задача на магнитное поле №1

Условие

Какова магнитная индукция в центре кругового проводника радиусом 20 см, если сила тока в проводнике равна 4 A. Проводник находится в вакууме.

Решение

Это задача на закон Био-Савара Лапласа. Согласно этому закону, магнитная индукция в центре кругового витка с током определяется по формуле:

Подставим значения и вычислим:

B = 1 · 1 , 25 · 10 — 6 · 4 0 , 2 2 = 125 м к Т л

Ответ: 125 мкТл.

Задача на магнитное поле №2

Условие

Через контур проводника сопротивлением 0,06 Ом проходит магнитный поток, который за 4 секунды изменился на 0,012 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходит равномерно.

Решение

Это задача на закон электромагнитной индукции. В данном случае силу тока можно выразить через закон Ома:

ЭДС самоиндукции, по закону Фарадея:

Подставляем выражение для ЭДС в формулу для силы тока, и вычисляем:

I = — ∆ Ф ∆ t 1 R = 0 , 012 · 1 4 · 0 , 06 = 0 , 05 А

Ответ: 0,05 А.

Задача на магнитное поле №3

Условие

Заряд 0,004 Кл, движется в магнитном поле с индукцией 0,5 Тл со скоростью 140 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Какая сила действует на заряд?

Решение

Это задача на нахождение силы Лоренца, т.е. силы, с которой магнитное поле действует на движущийся электрический заряд. По определению, сила Лоренца равна:

F = q v B · sin α

Подставим значения и вычислим:

F = 0 , 004 · 140 · 0 , 5 · 2 2 = 0 , 19 Н

Ответ: 0,19 Н.

Задача на магнитное поле №4

Условие

Соленоид длиной l=0,4 м содержит 800 витков, сопротивление его обмоток равно 120 Ом, а напряжение на концах обмотки равно 60В. Какова магнитная индукция поля внутри соленоида?

Решение

Это задача на теорему о циркуляции магнитного поля. Согласно этой теореме:

∮ B d l = μ 0 ∑ i I i B l = μ 0 I N

Силу тока найдем из закона Ома:

Теперь выразим индукцию и рассчитаем:

B = μ 0 I N l = μ 0 U N R l = 1 , 25 · 10 — 6 · 40 · 800 120 · 0 , 4 = 833 м к Т л

Ответ: 833 мкТл.

Задача на магнитное поле №5

Условие

С какой силой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 10 см, если сила тока в нем 150 мА. Проводник расположен под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,4 Тл.

Решение

Это задача на нахождение силы Ампера, то есть силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током. По определению, сила Ампера равна:

Подставим значения, и вычислим:

F = 150 · 0 , 4 · 0 , 1 · 2 2 = 4 , 5 Н

Ответ: 4,5 Н.

Нужно больше задач? В нашем блоге есть целая подборка по разным темам:

Вопросы на тему «Магнитное поле»

Вопрос 1. Что такое магнитное поле?

Ответ. Магнитное поле — это особый вид материи, проявляющий себя действием на движущиеся электрические заряды (токи) и тела, обладающие магнитным моментом.

Вопрос 2. Как возникает магнитное поле?

Ответ. Магнитное поле порождается движущимися зарядами и постоянными магнитами.

Почитайте в нашем блоге отдельную статью про магнитное поле Земли.

Вопрос 3. Как магнитное поле проявляет себя?

Ответ. Магнитное поле действует на движущиеся заряды с определенной силой, называемой силой Лоренца.

Вопрос 4. По какой траектории будет двигаться заряд, влетая в магнитное поле?

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

Вопрос 5. Как магнитное поле изображают графически?

Ответ. Магнитное поле изображают с помощью силовых линий.

Проблемы с решением задач? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис в любое время!

• Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

3.13. Движение заряженных частиц в магнитном поле

,

, (3.27)

где ,m, – масса и модуль заряда частицы,

R – радиус окружности, – нормальное ускорение.

Решая последнее уравнение относительно R, найдем радиус окружности

Рис. 3.17

(3.28)

Сила Лоренца, являясь центростремительной силой, направлена перпендикулярно движению частицы и, следовательно, не совершает работы в однородном магнитном поле. Движение заряженной частицы в магнитном поле периодическое. Период движения частицы по окружности (3.29)

Период движения частицы в

Рис. 3.18.

магнитном поле не зависит от ее скорости и радиуса траектории, а определяется массой и зарядом. Это свойство используется в ускорителях заряженных частиц.

Если частица влетает в магнитное поле под углом к вектору индукции магнитного поля, то она движется по винтовой траектории (рис. 3.18).

Винтовая траектория получается в результате одновременного движения по окружности и вдоль оси Х. Движение по окружности обусловлено действием магнитного поля на частицу, движущуюся по оси Z со скоростью =.

Радиус винтовой траектории согласно (3.28), определяется из соотношения

.

Шаг винтовой траектории

. (3.30)

где =.

Шагом винтовой траектории называется расстояние, которое пролетает частица вдоль силовой линии магнитного поля за один период ее движения.

На заряд, движущийся одновременно в электрическом и магнитном полях, действует сила, которая называется обобщенной силой Лоренца

,

где – напряженность электрического поля,— сила Кулона

Направление обобщенной силы Лоренца определяется векторным сложением двух сил.

Вопросы и задания для самопроверки

Назовите условия возникновения силы Лоренца.

Как определяется направление и модуль силы Лоренца?

Выведите формулы для силы Ампера.

Как определить направление и модуль силы Ампера?

Какие траектории возможны при движениях заряженных частиц в магнитном поле?

Используя понятие обобщенной силы Лоренца, определите траекторию движения отрицательно заряженной частицы во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях.

Определите силу действующую на единицу длины двух перпендикулярных бесконечно длинных проводников с током I, находящихся на расстоянии r друг от друга.

3.14. Магнитный поток.

В главе 1 (п. 1) введено понятие потока вектора напряженности электрического поля . Аналогично для магнитного поля определяется поток вектора индукции, который называетсямагнитным потоком и обозначается через .

Элементарный поток вектора магнитной индукциичерез элементарный участок поверхности с площадьюdS равен

,

где единичный вектор внешней нормали площадки dS, — угол между вектором нормали и индукцией магнитного поля.

Магнитный поток через произвольную незамкнутую поверхность S (рис. 3.19) находится интегрированием

Рис. 3.19.

Магнитный поток через замкнутую поверхность S

Для однородного магнитного поля и плоской поверхности с площадью S (рис. 3.20); магнитный поток

(3.31)

Рис. 3.20.

Очевидно, что при =90°Ф=0, т.е. ни одна линия индукции не пересекает плоскость контура (рис. 3.21).

Магнитный поток в системе СИ, в соответствии с формулой (3.31), измеряется .Эта единица носит название вебер (Вб) в честь немецкого ученого В.Э.Вебера.

Вопросы и задания для самостоятельного изучения

Какие траектории возможны при движениях заряженных частиц в магнитном поле?

Используя понятие обобщённой силы Лоренца, определите траекторию движения отрицательно заряженной частицы во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях

Определите силу действующую на единицу длины двух перпендикулярных бесконечно длинных проводников с током I, находящихся на расстоянии r друг от друга.

Дайте определение магнитного потока и потока вектора напряжённости электрического поля.