Примеры решенных задач по физике на тему «Движение заряда в магнитном поле по спирали»

Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь  похожее условие и решить свою по аналогии.   Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков.  Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.

Движение заряда в магнитном поле может происходить по прямой, по окружности и по спирали. Если угол между вектором скорости и силовыми линиями магнитного поля не равен нулю или 90 градусам, заряд движется по спирали — на него действует со стороны магнитного поля сила Лоренца, которое придает ему центростремительное ускорение. 

 

Частица, ускоренная разностью потенциалов 100В,  движется в магнитном поле с индукцией 0,1 Тл по спирали радиуса 6,5 см с шагом 1 см. Найти отношение заряда частицы к ее массе. 

Электрон влетает со скоростью 1 Мм/с в магнитное поле под углом 60 градусов к силовым линиям. Напряженность магнитного поля 1,5 кА/м. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон движется в магнитном поле с индукцией 100 мкТл по спирали с радиусом 5 см и шагом 20 см. Найти скорость электрона. 

Электрон, разогнанный разностью потенциалов 800В,  движется в магнитном поле с индукцией 4,7 мТл по спирали с  шагом 6 см. Найти радиус спирали.

Протон, разогнанный  разностью потенциалов 300В, влетает в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 20 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться протон.

Электрон, разогнанный  разностью потенциалов 6 кВ, влетает в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 13 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Альфа-частица, разогнанная  разностью потенциалов U, влетает в магнитное поле под углом  к силовым линиям. Индукция магнитного поля 50 мТл. Hадиус и шаг спирали — траектории частицы — соответственно 5 см и 1 см. Определить разность потенциалов U.


Электрон влетает со скоростью 1 Мм/с в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 1,2 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон влетает со скоростью 6 Мм/с в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 1,0 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон движется в магнитном поле индукцией 5 мТл по спирали шага 5 см и радиуса 2 см. Определить скорость и кинетическую энергию электрона и угол между векторами скорости электрона и магнитной индукции поля.

Ниже вы можете посмотреть отличный видеоурок на тему «Движение заряда в магнитном поле».

влетает однородное магнитное поле

Физика
Специальный поиск

Физика

Теория вероятностей и мат. статистика

Гидравлика

Теор. механика

Прикладн. механика

Химия

Электроника

Витамины для ума

Главная

Поиск по сайту

Формулы

Все задачи

Помощь

Контакты

Билеты

влетает однородное магнитное поле

Задача 10298

Протон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 300 В и влетел в однородное магнитное поле (В = 20 мТл) под углом α = 30º к линиям магнитной индукции. Определить шаг h и радиус R винтовой линии, по которой будет двигаться протон в магнитном поле.

Решение

Задача 10772

Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле индукцией В = 0,5 Т под углом α = 60° к направлению линий индукции. Определить силу Лоренца Fл, если скорость частицы v = 10 м/с.

Решение

Задача 10774

Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,05 Тл. Определить момент импульса L, которым обладала частица при движении в магнитном поле, если траектория ее представляла дугу окружности радиусом R = 0,2 мм.

Решение

Задача 13536

Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности.

Решение

Изменить числа в условии

Задача 70012

Электрон, имея скорость v = 2 Мм/с, влетел в однородное магнитное поле с индукцией B = 30 мТл под углом α = 30° к направлению линий индукции. Определить радиус R и шаг h винтовой линии, по которой будет двигаться электрон.

Решение

Задача 70209

Альфа-частица влетает в однородное магнитное поле, магнитная индукция которого В = 0,3 Тл. Скорость частицы перпендикулярна к направлению линий индукции магнитного поля. Найти период обращения частицы.

Решение

Изменить числа в условии

Задача 70296

Протон, имеющий скорость v = 5 км/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,01 Тл. Вектор скорости протона направлен под углом 60° к линиям магнитной индукции. Определить силу, действующую на протон и путь, пройденный частицей по траектории за 10 мс.

Решение

Задача 70307

Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл под углом 30 градусов к линиям индукции. Определить сколько оборотов сделает протон за 2 минуты, если его скорость равна 10 км/с. Каков радиус траектории протона?

Решение

Задача 15410

Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус кривизны R1 траектории протона больше радиуса кривизны R2 траектории электрона?

Решение

Задача 15414

Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению их движения. Во сколько раз период обращения Т1 протона в магнитном поле больше периода обращения Т2 α-частицы?

Решение

Задача 26382

Заряженная частица, обладающая скоростью 2 Мм/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией 0,52 Тл. Найти отношение заряда частицы к ее массе, если частица описала в поле дугу окружности радиусом 4 см.

Решение

Задача 12067

Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. Определить момент импульса L, которым обладала частица при движении в магнитном поле, если ее траектория представляла дугу окружности радиусом R = 0,2 см.

Решение

Задача 12071

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 600 В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить ее радиус R.

Решение

Задача 11587

Протон, обладающий импульсом 3,2·10–21 кг·м/c, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым линиям и движется по окружности радиусом 10 см. Найти индукцию магнитного поля.

Решение

Задача 11790

Заряженная частица, обладающая скоростью v = 2·106 м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,52 Тл. Найти отношение Q/m заряда частицы к ее массе, если частица в поле описала дугу окружности радиусом R = 4 см.

По этому отношению определить, какая это частица.

Решение

Задача 12419

Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,6 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 7 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности.

Решение

Изменить числа в условии

Задача 12671

Частица, несущая электрический заряд, прошла ускоряющую разность потенциалов Δφ = 100 В и влетела в однородное магнитное поле (В = 0,10 Тл) под углом 30°. Найти шаг винтовой линии.

Решение

Задача 13437

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 600 В, влетел в однородное магнитное поле с напряженностью, перпендикулярной его скорости и равной H = 240 (кА/м). Определите: а) радиус окружности; 6) импульс протона; в) число оборотов, совершаемых протоном за 1 секунду.

Решение

Задача 13507

Ион, заряд которого равен заряду электрона и противоположен ему по знаку, влетел в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. Определить момент импульса, которым обладал ион при движении в магнитном поле, если его траектория представляла дугу окружности радиусом R = 0,1 см.

Решение

Задача 13914

Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией 0,5 Тл. Определить момент импульса частицы, если она движется по окружности радиусом 0,1 см.

Решение

Задача 13977

Заряженная частица, имеющая скорость v = 2·103 м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. Найти отношение Q/m, если частица в полете описала дугу окружности радиусом R = 4 см. Определить, какая это частица.

Решение

Задача 14858

Пучок заряженных частиц, влетающих в однородное магнитное поле, расщепляется (см.рис.).

Какая траектория соответствует:
а) большему импульсу, если частицы имеют одинаковые заряды, но разные импульсы;
б) большему заряду, если частицы имеют одинаковые импульсы, но разные заряды?

Решение

Задача 16119

Альфа-частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов U = 500 В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,4 Тл. Найти радиус окружности, по которой будет двигаться α-частица в магнитном поле.

Решение

Задача 16175

Электрон, ускоренный разностью потенциалов φ = 2100 вольт, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярное направлению его движения. Индукция магнитного поля равна В = 10–3 Тл. Найти радиус кривизны траектории электрона R м.

Заряд электрона 1,602·10–19 кулона, масса электрона 9,11·10–31 кг.

Решение

Задача 16178

Поток α-частиц (ядер атома гелия), ускоренный разностью потенциалов Δφ = 570000 Вольт, влетает в однородное магнитное поле напряженностью Н = 450000 Ампер/метр. Скорость каждой частицы направлена под прямым углом к направлению магнитного поля. Найти силу F Ньютон, действующую на частицу.

Решение

Задача 16586

Электрон в ускоряющем электрическом поле прошел расстояние S = 20 см и влетел в однородное магнитное поле с индукцией В = 1,5 мТл перпендикулярно силовым линиям. Определить напряженность ускоряющего электрического поля, если радиус кривизны траектории электрона в магнитном поле равен R = 10 см.

Решение

Задача 16908

Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям. Определить отношение скоростей этих частиц, если радиус кривизны траектории α-частицы в 4 раза больше радиуса кривизны траектории протона.

Решение

Задача 17631

Электрон, ускоренный напряжением U = 200 В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,7·10–4 Тл перпендикулярно силовым линиям. Найти радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле и период его вращения.

Решение

Задача 18060

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 20 кВ, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл перпендикулярно силовым линиям. Найти радиус окружности, по которой движется протон в магнитном поле и угловую скорость его вращения.

Решение

Задача 18074

Две частицы с одинаковыми зарядами и отношением масс m2/m1 = 2 влетели в однородные магнитные поля, векторы индукции которых перпендикулярны их скорости: первая — в поле с индукцией B1, вторая — в поле с индукцией В2. Определите отношение кинетических энергий частиц W2/W1, если радиусы их траекторий одинаковы, а отношение модулей индукций B2/B1 = 2.

Решение

Задача 18075

Две частицы с одинаковыми зарядами и отношением масс m2/m1 = 4 влетели в однородные магнитные поля, векторы индукции которых перпендикулярны их скоростям: первая — в поле с индукцией В1, вторая в поле с индукцией В2. Найдите отношение промежутков времени T2/T1, затраченных частицами на один оборот, если радиус их траекторий одинаков, а отношение модулей индукций B2/B1 = 2.

Решение

Задача 19813

По прямому горизонтальному проводнику длины 1 м с площадью поперечного сечения S, подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружин с коэффициентами упругости 100 Н/м, течет электрический ток I = 10 А. При включении вертикального магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл проводник отклонился от исходного положения так, что оси пружинок составляют с вертикалью угол α (см. рисунок). Абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7·10–3 м. Какова площадь поперечного сечения S провода? Плотность материала проводника 8000 кг/м3.

Решение

Задача 19816

Ионы двух изотопов с массами m1 = 6,5·10–26 кг и m2 = 6,8·10–26 кг, ускоренные разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетают в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл перпендикулярно линиям индукции. Принимая заряд каждого иона равным элементарному заряду, определить, на сколько будут отличаться радиусы траекторий ионов изотопов в магнитном поле.

Решение

Задача 19814

Протон, имеющий скорость v = 104 м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,01 Тл. Вектор скорости протона направлен под углом α = 60° к линиям индукции. Определить траекторию движения протона и путь, пройденный им по траектории за время t1 = 10 мкс.

Решение

Задача 21051

Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 300 В, влетев в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,1 Тл, и стала двигаться по винтовой линии радиусом R = 1 см и шагом H = 6,5 см. Определить отношение заряда частицы к ее массе.

Решение

Задача 22079

α-частица, момент количества движения которой равен 1,33·10–22 кг·м/с, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости ее движения в вакууме. Индукция магнитного поля 2,5·10–2 Тл. Найти кинетическую энергию α-частицы.

Решение

Задача 22085

Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле с одинаковой скоростью. Скорость частиц направлена перпендикулярно линиям индукции поля. Во сколько раз период вращения α-частицы в магнитном поле больше периода вращения протона?

Решение

Задача 22450

Протон прошел ускоряющую разность потенциалов U = 800 В и влетел в однородное магнитное поле (В = 20 мТл) под углом α = 30° к линиям магнитной индукции. Определить шаг h и радиус R винтовой линии, по которой будет двигаться протон в магнитном поле.

Решение

Задача 22840

Частица, несущая один элементарный заряд (е = 1,6·10–19 Кл), влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл. 1. Определите момент импульса, которым обладает частица при движении в магнитном поле, если радиус траектории частицы равен R = 0,5 мм. 2. Покажите направление найденного момента импульса на рисунке.

Решение

Задача 23242

Заряженная частица, имеющая скорость 2 Мм/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией 0,26 Тл. Найдите отношение заряда частицы к ее массе, если частица описала в поле дугу окружности радиусом 8 см. По этому отношению определить, какая это частица.

Решение

Задача 23497

Положительно заряженная частица, имеющая заряд q = 1,6·10–19 Кл со скоростью 1 км/с влетает в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 10 мТл под углом 30° к силовым линиям поля и движется по винтовой линии радиусом 3,6 мм. Найти массу частицы.

Решение

Задача 23679

Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 1 кВ, влетает в однородное магнитное поле, направление которого перпендикулярно к направлению его движения. Индукция магнитного поля В = 1,19 мТл. Найти радиус R окружности, по которой движется электрон, период обращения Т и момент импульса L электрона относительно центра окружности.

Решение

Круговые орбиты- Физика A-Level

После изучения этого раздела вы должны уметь:

  • описать силы, действующие на планеты, луны и спутники
  • объяснить, как заряженные частицы ускоряются в циклотроне

В этом разделе рассматриваются следующие темы

  • Движение в Солнечной системе
  • Спутники
  • Круглые объекты в магнитных полях
  • Циклотрон

Движение в Солнечной системе

Все движения планет в Солнечной системе происходят против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса. Чем дальше планета от Солнца, тем медленнее скорость на ее орбите. Хотя орбиты планет представляют собой эллипсы, для большинства планет они настолько близки к окружностям, что к ним можно применить наше понимание кругового движения.

Планетами можно считать:

  • движется с постоянной скоростью по кругу вокруг Солнца
  • ускоряясь к Солнцу с центростремительным ускорением v 2 /r .

Меркурий и Плутон имеют очень эллиптические орбиты, другие планеты следуют траекториям, которые очень близки к окружностям.

В космосе нет сил сопротивления, так как планеты движутся в вакууме. На них действуют только силы гравитации. Гравитационное притяжение между планетой и Солнцем создает неуравновешенную силу, необходимую для возникновения центростремительного ускорения.

На диаграмме показаны силы притяжения между Солнцем и планетой.

На этой диаграмме показано, что гравитационная сила планеты действует в ее центре масс и направлена ​​к центру масс Солнца.

Сила на планете:

  • равна по размеру и противоположна по направлению таковой на Солнце
  • под прямым углом к ​​направлению движения
  • неуравновешенная центростремительная сила, необходимая для поддержания кругового движения.

Приравнивая гравитационную силу к mv 2 /r , получается, что орбитальная скорость зависит только от орбитального радиуса, а не от массы планеты.

Астероиды в поясе астероидов, между Марсом и Юпитером, имеют широкий диапазон масс, но одинаковое время обращения.

КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ. Центростремительная сила, необходимая для удержания планеты на круговой орбите, представляет собой гравитационную силу между планетой и Солнцем: so v 2 r = GM s , где M s — масса Солнца, а Mp — масса планеты.

Спутники

Связь между орбитальной скоростью и радиусом планеты можно применить к орбите спутника вокруг Земли, заменив массу Солнца, M5 с , с Землей, M E . Это позволяет рассчитать скорость спутника на любом орбитальном радиусе.

Соотношение также относится к естественному спутнику Земли, Луне.

Некоторые спутники связи занимают геосинхронных орбит . Спутник на геосинхронной орбите:

  • орбиты над экватором
  • остается в том же положении относительно поверхности Земли
  • имеет время обращения 24 часа.

Радиус геосинхронной орбиты можно рассчитать из v 2 р = ГМ Е . Поскольку в этом уравнении два неизвестных, v можно записать как 2πr/t , чтобы вычислить значение
из r .

Круговые орбиты в магнитных полях

Когда заряженная частица движется под прямым углом к ​​магнитному полю, магнитная сила, действующая на частицу, перпендикулярна как направлению ее движения, так и магнитному полю. Это может привести к круговому движению.

На схеме показаны путь и сила, действующая на электрон, движущийся в магнитном поле, направленном внутрь бумаги.

Применяя правило Флеминга к электронам, помните, что направление тока противоположно направлению движения электронов.

Электрон движется по круговой траектории, магнитная сила представляет собой неуравновешенную силу, необходимую для ускорения движения к центру окружности. Радиус кругового пути пропорционален скорости электрона.

КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ. Когда заряд Q движется по круговой траектории в магнитном поле напряженностью B:

Для электрона Q = e, поэтому соотношение Be = mv/r

Циклотрон

и электрическое поле для ускорения их движения по кругу. Когда заряженные частицы ускоряются, увеличение скорости приводит к увеличению радиуса круга, поэтому они закручиваются наружу.

Циклотрон состоит из двух D-образных половинок, называемых дуалами. Магнитное поле, действующее под прямым углом к ​​плоскости дунов, заставляет пучок заряженных частиц двигаться по круговой траектории. Такие частицы, как протоны и альфа-частицы, подходят для использования в циклотронах.

Частицы, ускоренные в циклотроне, используются для исследования атомных ядер и для лечения некоторых видов рака.

На схеме показан путь протонов, образующихся в центре циклотрона.

В циклотроне:

  • пучок заряженных частиц ускоряется при переходе из одного направления в другое
  • это происходит из-за переменного электрического поля, которое меняет полярность так, что оно притягивает частицы, когда они входят в дие
  • частота переменного напряжения должна быть равна частоте вращения частиц
  • радиус орбиты увеличивается по мере ускорения частиц.

Частота вращения заряженных частиц в циклотроне соответствует ускоряющему напряжению и не зависит от скорости частиц. Значение напряженности магнитного поля можно регулировать для достижения желаемой частоты.

Если частота ускоряющего напряжения фиксирована, каждый виток занимает одинаковое время. С увеличением радиуса последовательных орбит частицы проходят все большие расстояния за данный период времени.

КЛЮЧЕВОЙ МОМЕНТ — Частота вращения заряженной частицы в циклотроне, f, связана с напряженностью магнитного поля, B, выражением: на частицу массы m.

ПРОВЕРКА ПРОГРЕССА

Набор задач — магнитные поля

70

Обзор — магнитные поля

1.

Учитывая, что магнитная сила F м на положительно заряженная частица с зарядом q, движущаяся с скорость v в магнитном поле Б это Ф м = q( v x B ), где единицей B является Тесла. (T), найдите Теслу в следующих единицах: N, C, m и s или N, A и m.

2.

Магнитная сила F м на заряде q, движущемся со скоростью v в магнитном поле B равно F m = q( v х Б ). Какое из следующих утверждений всегда истинный? (a) F м всегда перпендикулярно против . (b) v всегда перпендикулярно Б . (c) F м всегда перпендикулярна B .

3.

Однородное магнитное поле B , с величина B = 1,2 x 10 -3 Тл, указывает вертикально вверх по всему объему лабораторной камеры. Протон с скорость v = 3,2 х 10 7 м/с входит в лабораторию двигаясь горизонтально с юга на север. Найдите (а) величину и (б) направление магнитной силы на протон.

4.

Протон движется в однородном магнитном поле B со скоростью 10 7 м/с и опытами ускорение 2 x 10 13 м/с 2 дюймов +X-направление, когда его скорость находится в +Z-направлении. Определить величину и направление магнитного поля. при котором величина поля минимальна.

5.

Электрон движется со скоростью v = 2 x 10 7 м/с через магнитное поле B = 0,080 Н-с/С-м. а) Каковы наибольшая и наименьшая силы, магнитное поле может действовать на электрон? б) Если ускорение
1,41 x 10 17 м/с 2 , под каким углом скорость сделать с магнитным полем? Электрон имеет масса m = 9.1 х 10 -31 кг и его заряд е = 1,6 х 10 -19 С.

6.

Частица заряда q = 10 -6 Кл движется вправо со скоростью v = 10 3 м/с в магнитное поле B = 2 Н-с/см-м, образующее угол 30 или с против . Найдите величину силы, действующей на заряженный частица.

7.

Электрон движется со скоростью v попадает в постоянное магнитное поле. Через что пройдет его путь поле выглядит так, как будто оно входит (а) параллельно полю направление? (б) перпендикулярно направлению поля? в) под другим углом к ​​направлению поля? г) в котором из перечисленных случаев будет ли ускорен электрон?

8.

Две заряженные частицы с одинаковой массой и заряд q движутся по круговым траекториям в магнитном поле B что перпендикулярно их скоростям. Если частица А имеет скорость v A , а частица B имеет скорость v Б , сравните время, за которое частицы совершают один полный оборот.

9.

Отдельные ионизированные атомы неона (атомы неона потерявшие один электрон) попадают в однородное магнитное поле Б . Все атомы имеют одинаковую скорость в , который перпендикулярен B . Радиус окружности путь атомов с массой m 1 равен 20 см, а для те с массой m 2 это 22 см. Какое соотношение от м 2 до м 1 ?

10.

В космической лаборатории объект массы m = 10 -3 кг и заряд q = 2 x 10 -5 C движется по круговой орбите радиусом r = 10 2 м. о фиксированном заряде Q = -10 -4 Кл. Существует равномерная магнитное поле B = 4 Н-с/см-м вниз в плоскость орбиты. Найти а) величину и направление электрической силы действующая на объект массы m, (b) магнитная сила на объекта по его скорости v, (c) направление магнитная сила, если (i) объект движется по часовой стрелке направление, когда вы смотрите вниз на орбиту и (ii) если объект движется в противоположном направлении. г) Используйте второй закон Ньютона. движения, чтобы определить, с какой скоростью v объект будет двигаться по кругу радиусом 10 2 м. Ваше решение приведет вас к квадратному уравнению. Ваши знания физики позволит вам интерпретировать решения.

11.

Частица массой m = 2,0 x 10 -12 кг скорость v = 10 6 м/с и заряд
q = 10 -6  C входит в область 1 между параллельные пластины, где есть электрическое поле E = 10 6 Н/З. Найдите а) направление и величину магнитного поля поле B перпендикулярно скорости частицы в области 1, который позволяет частице пройти через область 1 без отклонение, б) направление отклонения частицы с B, как найдено в (a), если его скорость равна (i) 5 x 10 5 м/с и (ii) 5 x 10 6 м/с. Теперь частица входит в область 2, где нет электрического поля, но есть магнитное поле B’ = 2,0 Тл перпендикулярно v . Величина v снова 10 6 м/с. (c) Каково направление B’ заставить частицу двигаться по круговой траектории против часовой стрелки? г) Чему равен радиус окружности?

12.

В определенном регионе космоса есть магнитное поле B, но не электрическое поле. Частица заряда +10 -6 C, движение вправо v 1 = 500 м/с, испытывает силу Ф 1 , направленный из бумаги, величиной 3,0 х 10 -3 Н (рис. 2а ниже). Та же частица, движущаяся в бумагу с v 2 = 500 м/с испытывает силу F 2 в плоскости бумаги (рис. 2б ниже). Найдите (а) величину и направление B . (b) величина F 2 и (c) величина и направление Ф 3 на частицу, если она движется со скоростью v 3 = 10 3 м/с, как показано на рис. 2с ниже. г) если частица имеет массу m = 10 -8 кг, где находится центр круговой орбиты для скорости на рис. 2б? Для этого Фигура описывает плоскость, в которой она движется.

13.

Две гладкие направляющие на расстоянии L = 2,0 м друг от друга составляют с горизонтом угол 22,5 o
. Брусок массой 1,2 кг лежит на направляющие, как показано на рис. 3 ниже. есть униформа магнитное поле вертикально вверх равно
0,50 Н-с/см. Батарея подключена, чтобы вызвать ток I чтобы течь через бар, как показано. а) Нарисуйте вид сбоку бар и указать причину и направление каждой силы что действует на него. Трения нет, но не забывайте о гравитации. б) При каком токе я позволю стержню оставаться в покое?

14.

Провод с током проходит с севера на юг направление. Северный полюс стрелки компаса, помещенный выше провод отклоняется к западу. Какое направление тока в проводе?

15.

На рис. 4 ниже показан провод, несущий ток на страницу. Нарисуйте линию магнитного поля из-за к токоведущему проводу. Каково направление магнитное поле в P 1 ? в P 2 ?

16.

Магнитное поле B из-за очень долгого проводник с током I на расстоянии r от провода 0,50 Тл. Найдите магнитное поле длинного провода. если (а) I удваивается, а r делится пополам или (б) I делится пополам и р удваивается.

17.

На рис. 5 ниже показаны два провода, несущие токи на странице. а) Какова величина магнитного поля? поле в точке P 1 , которая находится на полпути между провода, если по обоим проводам течет ток I. (b) Каково направление и величина магнитного поля в точке P 2 . (с) Если протон выходит из бумаги на P 2 параллели к токонесущим проводам, каково направление приложенная к нему сила?

18.

Два очень длинных провода, по которым течет ток I из 3,0 A вне страницы находится в двух углах равносторонний треугольник, как показано на рис. 6 ниже. Стороны треугольника длиной 1,0 м. Найдите направление и величину магнитного поля в точке P, третьем углу треугольника.

19.

Два параллельных провода с током в одинакового направления притягиваются друг к другу. Опишите этот эксперимент результат как взаимодействие между полем из-за одного провода и движение зарядов в другом проводе.

20.

На рис. 7 ниже очень длинная прямая по проводу течет ток I = 10 А, а по прямоугольному контуру течет ток I’= 20 А. Найти величину и направление силы на петлю. а = 0,01 м, б = 0,03 м, L = 0,03 м.

21.

Прямоугольная петля на рис. 8 имеет длина 0,25 м и ширина 0,20 м. Он шарнирно закреплен вдоль оси Y и вращается вокруг этой оси. Плоскость катушки составляет угол 30 o с осью X. Катушка несет ток I = 1,0 А и находится в магнитном поле B = 0,5 Н/А-м. Найдите момент на петле.

22.

Если ток в кольцевом контуре в направлении против часовой стрелки, как вы смотрите на него, что такое направление магнитного поля из-за переноса тока петля вокруг своей оси?

23.

Электрон движется со скоростью v вдоль оси контура с током. Что случится к электрону?

24.

Длинный соленоид с 1000 витков на метр несет ток 0,20 А. Если смотреть справа конец соленоида, ток в катушках соленоида против часовой стрелки. а) Найдите направление и величину магнитного поля из-за соленоида. Ток 6,0 A существует в виде длинного прямого провода вдоль оси соленоида, с направлением тока влево. (б) Найти в на каком радиальном расстоянии направление равнодействующей магнитной поле из-за соленоида и длинный прямой провод находится на угол 45 o к осевому направлению соленоида.

25.

Я описываю тороид как изогнутый соленоид в форме пончика. Для тороида с внутренним радиусом a и внешнего радиуса b, найти магнитное поле тороида, по которому течет ток  I,  для (а) r ≤ a, (б) a ≤ r ≤ b и (c) r ≥ b.

26.

В обзоре по электрическим полям я прокомментировал, что есть две проблемы, связанные с электричеством полей: а) по заданному распределению зарядов найти электрическую вызванное ими поле и (б) по заданному электрическому полю найти сила, действующая на заряженную частицу q в этом поле. Пожалуйста, сделай аналогичный анализ для магнитных полей.

27.

Тонкая, прямая, жесткая проволока совпадает с осью X с левым концом в начале координат 0 и другой конец в C. Постоянный ток 6,0 А направлен от от 0 до C. Другой конец провода находится на расстоянии x = 0,5 м. Над по всей длине ОС существует магнитное поле B направленный по оси Y. Величина поля B = (1 Тл + 3x 2 Тл/м 2 ). Найти а) модуль силы d F , действующей на текущий элемент I dx, (b) единицы и направление d F , (c) величина крутящего момента dτ действует на элемент dx вокруг оси Y, (d) величина приложенного крутящего момента dτ на элемент dx относительно оси Z и (e) сила на по всей длине OC за счет магнитного поля Б .

28.

В цепи поддерживается постоянный ток I. токопроводящая дорожка ACDE на рис. 10 ниже. Найдите магнитное поле в точке P, расположенной в центре дуги окружности CD радиуса R образующий угол 150 или . Что направление Б?

29.

Изгиб очень длинной проволоки, как показано на рис. Рис. 11 образует длинную шпильку. Если по проводу течет ток I, какова величина и направление магнитного поля в точке P. Ваш ответ будет в терминах символов. Радиус петли на левом конце очень мала по сравнению с длины прямых участков провода.

30.

При соосном расположении рис. 12 ниже ток I во внутреннем цилиндре радиуса a отсутствует страницы и ток I во внешней цилиндрической оболочке внутреннего радиуса b и внешнего радиуса c находится на странице. Находить магнитное поле (направление и величина) для (а) r ≤ a, (b) a ≤ r ≤ b, (c) b ≤ r ≤ c, и (г) г ≥ с.

31.

На рис. 13 ниже показано поперечное сечение вид на большое количество N длинных, тонких, прямых проводов, которые расположены близко друг к другу в плоскости X-Y, образуя один слой ш по ширине. Каждый провод параллелен оси Y и несет ток I вне плоскости X-Y (т. е. плоскости бумаги).

(a) Начиная с выражения B = µ o I/2 πr которое представляет собой магнитное поле из-за бесконечно длинного, тонкая проволока, напишите выражение для d B , вклад к магнитному полю в P из-за тока в элементе шириной dx, расположенной на расстоянии x от начала координат. Смысл P расположен на оси Z на расстоянии a от плоскости X-Y и находится на равном расстоянии от краев слоя.

(b) Рассчитать B за счет тока во всем слое ширина ш.

32.

Вы обнаружили, что магнитное поле B круговая петля радиуса R, по которой течет ток I в точке P на оси петли на расстоянии z от центра петля определяется как B = µ или I πR 2 /2 π(R 2 + z 2 ) 3/2 . а) Что делает магнитный момент µ петли равен? (b) Перепишите B в терминах магнитного момента µ петли. в) Найдите выражение для B из Части (b), когда z намного больше R.  (d) Найдите магнитное поле, создаваемое вращающимся электроном с магнитным полем. момент µ = 9,27 x 10 -24 А-м 2 в P a расстояние z = 10 -10 м.

Related Posts

Leave A Comment