3. Движение частицы в магнитном поле.

1. Пусть заряженная частица движется вдоль линий индукции магнитного поля, тогда сила Лоренца Fл= qυBsinα равна 0, т.к. α =0. Движение частицы - равномерное и прямолинейное.

2. Пусть скорость частицы перпендикулярна линиям магнитной индукции однородного магнитного поля, т.е. , тогда сила Лоренца является центростремительной силой, т.к. направлена перпендикулярно скорости и движение будет происходить по окружности, радиус которой можно определить. Запишем II-й закон Ньютона , но F=qυB отсюда

3. Частица движется под углом к силовым линиям. Тогда скорость можно разложить на - перпендикулярную и _ параллельную . Тогда υ_ задает движение частицы по окружности, а υ_ - это скорость с которой окружность движется вдоль вектора магнитной индукции , а итогом будет движение частицы по винтовой линии.

С помощью магнитных полей можно управлять движением заряженных частиц, что широко используется в телевидении и ускорительной технике.

Пример: Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 16000 кмм/с перпендикулярно его линиям магнитной индукции. Определить модуль магнитной индукции поля, если электрон движется по окружности радиусом 1 см.

Дано: υ=1,6·107м/с α=90о r=10-2м m=9?1·10-31кг q=1,6·10-19Кл В=?		На электрон, влетающий в однородное магнитное поле, действует сила Лоренца, поэтому ;
Ответ: индукция магнитного поля равна 9,1·10-3 Тл.

Пример: на какой угол от первоначального движения отклонится электрон в магнитном поле толщиной 5см и индукцией 2х10^-4 Тл, если скорость его 3,5х 10⁶ м/с

Дано h= 5х10-2м В= 2х10-4Тл υ= 3,5х106м/с m=9,1х10-31кг e= 1,6х10-19кл α=?		Магнитное поле направлено  чертежу за чертеж. Электрон будет двигаться по дуге окружности радиуса r и, вылетев из поля, будет двигаться равномерно и прямолинейно. Как видно из чертежа угол α равен α= 90-β , , радиус
найдем из 2-го закона Ньютона Fл =ma, где сила Лоренца Fл= qυB, - центростремительное ускорение = =arccos0,5=60o α= 90o-60o=30o Ответ: электрон отклонился в магнитном поле на угол 30о от первоначального движения.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 23

1. С балкона на высоте 40м от земли вертикально вверх бросили мяч со скоростью 25м/с. Определить время движения до Земли и скорость во время падения?

2. Электрон влетает в электрическое поле против силовых линий. Напряжённость поля 2•10^-8 В/м. Сколько времени потребуется ему для возврата в исходную точку, если начальная скорость электрона 2•10⁶ м/с.

3. С самолета, летящего со скоростью 200 м/с произведен выстрел горизонтально с начальной скоростью 600 м/с. На сколько снаряд отклонился от горизонтали, если до цели 500м?

4. Капелька жидкости находится в равновесии в восходящем потоке воздуха, направленном вертикально вверх. Определить массу капельки, если сила сопротивления воздуха 2•10^-4 Н.

5. Положительно заряженная капелька жидкости находится в равновесии в одно­родном электрическом поле, направленном вертикально вверх напряженностью 196 Н/Кл. Определить заряд ка­пельки, если её масса - 2•10^-4 г.

6. С какой начальной скоростью необходимо бросить мяч вертикально вверх, чтобы он преодолел высоту 30м.

7. В тормозящее электрическое поле толщиной 3см и напряжённостью 200 Н/Кл влетает заряженная частица массой 0,2г и зарядом 4·10^-4Кл. С какой начальной скоростью должна лететь частица, чтобы преодолеть это поле?

8. Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 16000 кмм/с перпендикулярно его линиям магнитной индукции. Определить модуль магнитной индукции поля, если электрон движется по окружности радиусом 1 см.

9. Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом 60^о к направлению поля, движется по винтовой линии радиусом 5см с периодом обращения 60мкс. Какова скорость электрона, индукция магнитного поля и шаг винтовой линии?

10. На какой угол от первоначального движения отклонится электрон в магнитном поле толщиной 4см и индукцией 2х10^-4 Тл, если скорость его 2,5х 10⁵ м/с .

11. Два тела брошены вертикально вверх из одной точки вслед одно за другим с интервалом времени τ и с одинаковыми начальными скоростями υ_о. Через сколько времени оба тела встретятся?

12. Мяч брошен с поверхности земли под углом 30^о к горизонту с начальной скоростью υ_о = 14 м/с. На расстоянии 11 м от точки бросания находится гладкая стена. На каком расстоянии от точки броска мяч упадёт на землю после абсолютного удара о стену?