В некоторый момент времени скорость электрона движущегося в магнитном поле: Решутест. Продвинутый тренажёр тестов

Решутест. Продвинутый тренажёр тестов

Решутест. Продвинутый тренажёр тестов

• Главная
• ЕГЭ
• Физика
• Блок «Электродинамика», 1 балл
• Сила Лоренца

Решил заданий

Не решил заданий

Осталось заданий

История решения

9477 — не приступал 3614 — не приступал

Формат ответа: цифра или несколько цифр, слово или несколько слов. Вопросы на соответствие «буква» — «цифра» должны записываться как несколько цифр. Между словами и цифрами не должно быть пробелов или других знаков.

Примеры ответов: 7 или здесьисейчас или 3514

Раскрыть Скрыть

№1

В некоторый момент времени скорость υ⃗ электрона e−, движущегося в магнитном поле, направлена вдоль оси х (см. рисунок). Как направлен относительно рисунка (

вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор магнитной индукции $\overrightarrow{B}$, если в этот момент сила Лоренца, действующая на электрон, направлена вдоль оси y?

№2

Протон p имеет скорость $\overrightarrow{v}$, направленную горизонтально вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена действующая на протон сила Лоренца?

Так твой прогресс будет сохраняться.

Регистрация

Мы отправили код на:

Изменить

Получить код повторно через 00:00

Я прочитал(-а) Политику конфиденциальности и согласен(-на) с правилами использования моих персональных данных

Ништяк!

Решено верно

Браво!

Решено верно

Крутяк!

Решено верно

Зачёт!

Решено верно

Чётко!

Решено верно

Бомбезно!

Решено верно

Огонь!

Решено верно

Юхууу!

Решено верно

Отпад!

Решено верно

Шикарно!

Решено верно

Блестяще!

Решено верно

Волшебно!

Решено верно

Белорусский государственный университет транспорта — БелГУТ (БИИЖТ)

Регистрация на конференцию «Транспорт в интеграционных процессах мировой экономики»

Регистрация на конференцию «Композиты в машиностроении и транспорте»

Регистрация на конференцию
 «Научные и методические аспекты математической подготовки в университетах технического профиля»

Как поступить в БелГУТ

Как получить место

в общежитии БелГУТа

Как поступить иностранному гражданину

События

Все события

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
		1	2 Дата : 2023-03-02	3 Дата : 2023-03-03	4 Дата : 2023-03-04	5
6 Дата : 2023-03-06	7	8	9	10	11 Дата : 2023-03-11	12
13 Дата : 2023-03-13	14	15 Дата : 2023-03-15	16 Дата : 2023-03-16	17	18	19
20	21	22 Дата : 2023-03-22	23 Дата : 2023-03-23	24	25 Дата : 2023-03-25	26
27	28	29	30	31

Все анонсы

• III Международная научно-практическая конференция .
  ..
• Где логика?
• Конкурс чтецов
• Волейбол среди юношей и девушек в рамках 70-й спар…
• ДЕНЬ ОТКРЫТЫХ ДВЕРЕЙ
• Семинар для членов комиссий по противодействию кор…
• Конкурс «Лучший лектор БелГУТа»…
• Кубок БелГУТа по мини-футболу и соревнования по ба…
• Игра за 1 место
• Концертная программа ко Дню Конституции Республики…

Анонсы

Университет

Абитуриентам

Студентам

Конференции

Приглашения

III Международная научно-практическая конференция …

Где логика?

Конкурс чтецов

Волейбол среди юношей и девушек в рамках 70-й спар…

Новости

Университет

Международные связи

Спорт

Воспитательная работа

Жизнь студентов

Новости подразделений



• Университет

Ярмарка профессий в Жлобине
20 марта 2023

• Воспитательная работа

Активисты БРСМ на субботнике
20 марта 2023

• Спорт

Баскетбол среди девушек.

70-я спартакиада студентов БелГУТа…
20 марта 2023

• Спорт

Кубок БелГУТа по мини-футболу
18 марта 2023

• Воспитательная работа

Один за всех — и все за чистоту!
18 марта 2023

• Университет

Кадровый потенциал транспортной отрасли…
17 марта 2023

• Студенческая жизнь

Первый тур весенней серии «Что? Где? Когда?» для студентов …
17 марта 2023

Курсы повышения квалификации для руководящих работников и специалистов…
17 марта 2023

• Университет

Выездное заседание Совета молодых учёных при Министерстве образования . ..
16 марта 2023

Другие новости

• ЗАчетный разговор
• С юбилеем! БУРЧЕНКОВ Валерий Васильевич!…
• Исполняем гимн вместе
• «Чёрное и белое» — Должны ли граждане знать Конституцию?…
• Собрание участников образовательной программы «Юни-SMART»…
• О Главном Законе страны говорят студенты…
• Лауреаты ХXI Открытой олимпиады ГГТУ им. П.О.Сухого по математике…
• 80 лет Хатынской трагедии
• Диалоговая площадка «Конституция — основа суверенного государства»…
• Встреча с заместителем Гомельского транспортного прокурора Токаревским…
• Есть в женщине особая загадка…

БелГУТ на Доске почета

Достижения университета

КУДА ПОСТУПАТЬ

Все факультеты

Предложения

Все предложения

Видеотека

Все видео

Фотогалерея

Все фото

электромагнетизм — Нахождение скорости электронов в магнитном поле

Задавать вопрос

спросил

6 лет, 10 месяцев назад

Изменено 2 года, 10 месяцев назад

Просмотрено 36 тысяч раз

$\begingroup$

Итак, я пытаюсь решить эту задачу, в которой электронный луч «рисует картинку» на экране телевизора. Электроны разгоняются до напряжения $3 кВ$ проволочными катушками и затем направляются в разные точки экрана. Провода создают магнитное поле до 0,68 Тл.

Следующие уравнения — это те, которые мы использовали в классе для решения задач магнитного поля:

$F=Bqv$, где F — сила магнитного поля, B — напряженность магнитного поля, q — напряженность магнитного поля. заряд, v — скорость.

$r =\displaystyle{\frac{mV}{qB}}$, где $r$ — радиус магнитного поля, а $V$ — напряжение.

Преобразовав эти уравнения для решения относительно $v$, мы получим $v=\displaystyle\sqrt{\frac{2q\Delta V}{m}}$.

Я думал, что на правильном пути, разделив (2 $\times$ заряд электрона $\times$ напряжение) на массу электрона, а затем извлекая из всего квадратный корень. Но я получил неверный ответ. Я использую неправильное уравнение? Этот вопрос сбил меня с толку, поскольку это не круговое движение, как многие проблемы с магнитным полем.

• электромагнетизм
• теория поля

$\endgroup$

$\begingroup$

В этой задаче $v$ представлено двумя разными значениями:

• $v$ в нижнем регистре — скорость электрона
• $V$ в верхнем регистре — это напряжение, ускоряющее электрон

Как в уравнении силы $F=qvB$, так и в уравнении радиуса $r = mv/qB$ $v$ относится к скорости электрона. Я считаю, что именно здесь была ваша ошибка, поскольку вы сказали, что $ v $ в уравнении радиуса было напряжением. 92 = qV$$ (обратите внимание на разницу между $v$ и $V$). Решение для $v$ здесь дает то же выражение, что и у вас. $$v = \sqrt{\frac{2qV}{m}}$$ Если вам просто нужна скорость электрона, все готово. Если вам нужен радиус пути электрона, используйте выражение для $r$ с только что вычисленной скоростью.

$\endgroup$

$\begingroup$

В уравнении для $r$ есть ошибка. Уравнение получается приравниванием центростремительной силы, действующей на заряд, к магнитной силе, действующей на заряд, поскольку круговое движение обеспечивается магнитным полем.

Итак, $$r=\frac{mv}{qB}$$

$v$ — это скорость заряда, а не напряжение. Для расчета скорости вам дается ускорение электрона. Кинетическая энергия, приобретаемая электроном при прохождении через разность потенциалов в один вольт, равна одному электрон-вольту. Итак, приравняем кинетическую энергию к $qV$. Отсюда вы получите требуемое выражение для напряжения. это уравнение кажется правильным в вашем вопросе

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Ньютоновская механика — Почему скорость электрона постоянна в постоянном магнитном поле?

спросил 2 года, 2 месяца назад

Изменено 2 года, 2 месяца назад

Просмотрено 1к раз

$\begingroup$

Я давно знал, что магнитная сила Лоренца $F= q \cdot (B \times v)$ действует на электрон так, что он вращается с этой скоростью ($v$). Недавно я пытался представить, как это происходит, и обнаружил, что у меня получается картина, несовместимая с этим фактом. Я рассматриваю случай по следующей схеме: сила F создает составляющую скорости, перпендикулярную v, которая бесконечно мала в начале dv. Нужно добавить v и dv и получить новый вектор в н. Теперь эта новая скорость находится на дуге окружности, но она не такая же, как v, а немного больше. Затем B действует на него с помощью F, и получаются новые d v -> d v p. Оно больше первого dv (во-первых, потому что v=at и a = const, но t больше dt (это 2dt), а во-вторых, потому что v n > v). Повторяя это, получим все большую скорость электрона на окружности и не постоянную. Ссылка на центробежную силу неуместна, как я думаю, потому что я не использую неинерционную систему отсчета. Тогда почему скорость при постоянной В не меняется? PS: Я думаю, это справедливо и для любой силы, перпендикулярной скорости?

• ньютоновская механика
• магнитные поля
• электроны

$\endgroup$

2

$\begingroup$

На самом деле электрон, движущийся в постоянном однородном магнитном поле, не будет иметь постоянной скорости. Как объяснили другие ответы, мы наивно ожидали этого, поскольку сила Лоренца обязательно всегда ортогональна скорости, а это означает, что величина скорости не изменится. Для получения более подробной информации об этом см. Вопрос Triatticus, указанный выше. 92}{6\pi c}\dot{\vec a}$$ где $\dot{\vec a}$ — рывок. Если взять ускорение, которое мы ожидаем от равномерного кругового движения, мы обнаружим, что $\dot{\vec a}$ направлено в направлении, противоположном скорости, поэтому эта сила фактически заставит электрон замедлиться. Вот почему у нас нет циклотронов, которые сталкиваются с электронами, потому что этот эффект слишком затрудняет поддержание для них достаточно высоких скоростей. (Для более тяжелых частиц, таких как протоны, эффект сравнительно меньше, что позволяет использовать протонные циклотроны.) 92$. Следовательно, интегрирование этого изменения за любой период времени не приведет к изменению $r$. Тем не менее, мышление с точки зрения конечного размера шага приведет к изменению $r$, и именно здесь ваши рассуждения неверны.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Поскольку магнитная сила Лоренца всегда направлена ​​под прямым углом к ​​скорости частицы и, следовательно, к мгновенному перемещению, сила не может совершить работу над частицей. Поэтому частица не может приобретать или терять кинетическую энергию под действием этой силы. Поэтому его скорость остается постоянной. Но сила должна изменить скорость частицы. Мы делаем вывод, что сила должна непрерывно изменять направление движения частицы. 9B(\vec{F}_L\cdot\vec{v})dt=0$$, так как $\vec{F}_L$ (сила Лоренца) и $\vec{v}$ ортогональны и поэтому $\vec{ B}$ не может совершать работу над зарядом. Это означает, что магнитное поле перенаправляет движение заряда. Поэтому частица не может ни приобрести, ни потерять кинетическую энергию.
Будучи всегда перпендикулярной направлению, сила Лоренца действует как центростремительная сила для частицы со скоростью, перпендикулярной направлению магнитного поля.
Из любопытства это движение называется циклотронным .
Надеюсь, это ответ на ваш вопрос.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Как сказано в предыдущем посте по этому вопросу, можно показать, что классические ЭМ предсказывают, что по мере ускорения электрона он излучает энергию, вызывая изменение своей скорости. Однако, если мы на секунду проигнорируем это и рассмотрим на уровне вводного курса E&M (общая физика 2), мы можем рассчитать проделанную работу как \begin{уравнение} W = \int q\vec{v}\times\vec{B}\cdot d\vec{r}. \end{уравнение} Теперь, поскольку мы физики, мы можем поиграть с бесконечно малым элементом пути и увидеть, что \begin{уравнение} W = \int q\vec{v}\times\vec{B}\cdot\vec{v}dt = 0. \end{уравнение} Это математическое «доказательство», но приходит интуитивное понимание.0003

Как вы сказали, вы можете представить себе добавление небольшого $d\vec{v}$ на каждом временном шаге.