Заряд в магнитном поле
3/10В однородное магнитное поле с индукцией \(B = 0{,}02\) Тл перпендикулярно линиям поля влетает заряженная частица со скоростью \(v = 6 \cdot 10^5\) м/с. Под действием поля частица движется по дуге окружности и вылетает из поля в точке \(B\). Расстояние между точкой влёта \(A\) и точкой вылета \(B\) равно \(d = 10\) см. Найдите отношение заряда частицы к её массе \(q/m\).

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСила Лоренца сообщает частице центростремительное ускорение; расстояние между точками влёта и вылета равно диаметру окружности.
РешениеТак как частица влетает в точке \(A\) и вылетает в \(B\), она совершает движение по полуокружности. Расстояние между точками \(A\) и \(B\) равно удвоенному радиусу.
На частицу действует сила Лоренца \(F_л = qvB\sin\alpha = qvB\), \(\alpha = 90^\circ\). Движение происходит по дуге окружности с центростремительным ускорением \(a = \frac{v^2}{R}\). Проецируя второй закон Ньютона на горизонтальную ось, параллельную \(AB\): \(qvB = \frac{mv^2}{R}\), откуда \(\frac{q}{m} = \frac{v}{RB}\).
Радиус окружности: \(d = 2R \Rightarrow R = \frac{d}{2}\). Подставим в выражение выше: \(\frac{q}{m} = \frac{2v}{dB}\).
Подставим численные значения: \[\frac{q}{m} = \frac{2 \cdot 6 \cdot 10^5 \text{ м/с}}{0{,}1 \text{ м} \cdot 0{,}02 \text{ Тл}} = 6 \cdot 10^8 \text{ Кл/кг}.\]
Похожие задачи
- Сила Лоренца (A23) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сила Лоренца у проводника (А23) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Сила Лоренца (A23) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Частицы в магнитных полях (A23) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Частицы в магнитном поле (A23) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Масс-спектрометр (B4) ЕГЭ 2008, 11 кл.