1. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 20 Мм/с в магнитном поле с индукцией 0,4 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции? 2. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 30 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 2 см.
3. Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.

Zhenya13551 Zhenya13551    1   14.02.2022 21:50    630

Ответы
GoYana0000 GoYana0000  27.12.2023 12:50
1. Для решения данной задачи воспользуемся формулой силы Лоренца, которая описывает силу, действующую на заряженную частицу в магнитном поле:

F = q * v * B * sin(θ),

где F - сила, действующая на частицу,
q - заряд частицы,
v - скорость частицы,
B - индукция магнитного поля,
θ - угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.

В данном случае, у нас есть протон (заряд q = +1,6 * 10^(-19) Кл), движущийся со скоростью 20 Мм/с = 20 * 10^6 м/с.

Также нам дана индукция магнитного поля B = 0,4 Тл и известно, что вектор скорости протона перпендикулярен линиям магнитной индукции, поэтому угол θ = 90 градусов.

Подставляя все известные значения в формулу, получаем:

F = (1,6 * 10^(-19) Кл) * (20 * 10^6 м/с) * (0,4 Тл) * sin(90 градусов).

Так как sin(90 градусов) = 1, то можно сократить этот множитель:

F = (1,6 * 10^(-19) Кл) * (20 * 10^6 м/с) * (0,4 Тл) = 1,28 * 10^(-12) Н.

Ответ: Сила, действующая на протон, равна 1,28 * 10^(-12) Н.

2. В данной задаче нам дано, что электрон влетает в магнитное поле со скоростью 30 Мм/с = 30 * 10^6 м/с и описывает в поле окружность радиусом 2 см = 0,02 м.

Используя формулу для центростремительного ускорения:

a = v^2 / r,

где a - ускорение,
v - скорость,
r - радиус орбиты.

А также формулу для силы Лоренца:

F = q * v * B * sin(θ),

где F - сила, действующая на электрон,
q - заряд электрона,
B - индукция магнитного поля,
θ - угол между векторами скорости и индукции магнитного поля.

Так как электрон движется по окружности, у нас получается равенство между центростремительным ускорением и ускорением, вызванным магнитным полем:

a = (v^2) / r = (q * v * B) / m,

где m - масса электрона.

Из этого равенства можно выразить индукцию магнитного поля:

B = (m * a * r) / (q * v).

Подставляя все значения в формулу, получаем:

B = (9,11 * 10^(-31) кг) * ((30 * 10^6 м/с)^2) * (0,02 м) / ((-1,6 * 10^(-19) Кл) * (30 * 10^6 м/с)).

Упрощаем выражение:

B = -0,06 Тл.

Ответ: Индукция магнитного поля равна -0,06 Тл.

3. В данной задаче нам дан проводник длиной 20 см = 0,2 м, в котором течет ток силой 300 мА = 0,3 А.

Также нам дан угол между вектором магнитной индукции и проводником, равный 45 градусам.

Для решения этой задачи воспользуемся формулой силы Лоренца, которая описывает силу, действующую на проводник в магнитном поле:

F = I * L * B * sin(θ),

где F - сила, действующая на проводник,
I - сила тока,
L - длина проводника,
B - индукция магнитного поля,
θ - угол между векторами силы тока и индукции магнитного поля.

Мы получим силу в абсолютном значении, так как значение sin(θ) всегда положительно.

Подставляя все значения в формулу, получаем:

F = (0,3 А) * (0,2 м) * (0,5 Тл) * sin(45 градусов).

Так как sin(45 градусов) = sqrt(2) / 2, то можно сократить этот множитель:

F = (0,3 А) * (0,2 м) * (0,5 Тл) * (sqrt(2) / 2) = 0,03 * (sqrt(2) / 2) Н.

Упрощаем выражение:

F ≈ 0,021 Н.

Ответ: Сила, с которой магнитное поле действует на проводник, равна примерно 0,021 Н.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика