загрузка...
загрузка...
На головну

Тест 3 - 9

У постійному однорідному магнітному полі, створеному електромагнітом з дископодібних полюсами, на деякій відстані від осі полюсів закріплена позитивно заряджена частинка.

Частка вистрілюється перпендикулярно силовим лініям магнітного поля по дотичній до окружності, площина якої перпендикулярна полю, а центр лежить на осі полюсів. Швидкість вистрілювання така, що частка рухається саме по цій окружності. В деякий момент струм в обмотках електромагніту починає збільшуватися. Правильне поєднання напрямків швидкості і прискорення частинки в цей момент представлено на малюнку ...

Варіанти відповідей:

1) 2) 3) 4)

Рішення.

 На заряджену частинку, яка рухається в магнітному полі, діє сила Лоренца, Л = q [Ar w: top = "1134" w: right = "850" w: bottom = "1134" w: left = "1701" w: header = "720" w: footer = "720" w: gutter = "0 "/> "> ·  ], де q - заряд частинки, - Швидкість частинки, - Вектор магнітної індукції. Квадратні дужки означають векторний добуток двох векторів. Модуль сили Лоренца дорівнює: F Л = q · V · В · sin (ar w: top = "1134" w: right = "850" w: bottom = "1134" w: left = "1701" w: header = "720" w: footer = "720" w: gutter = "0" /> "> ^ ). Напрямок сили Лоренца, якщо рухається позитивний заряд, визначається за правилом лівої руки. Згідно з цим правилом, вектор магнітної індукції повинен входити в долоню, чотири витягнутих пальці лівої руки повинні показувати напрямок швидкості, тоді відігнутий великий палець покаже напрям сили Лоренца.

 Якщо частка влітає в однорідне постійне магнітне поле перпендикулярно лініям магнітної індукції з постійною за величиною швидкістю, то sin (ar w: top = "1134" w: right = "850" w: bottom = "1134" w: left = "1701" w: header = "720" w: footer = "720" w: gutter = "0" /> "> ^ ) = sin90? = 1, і сила Лоренца дорівнює FЛ = Q v В. Під дією сили Лоренца вона рухається по колу, следовательно, сила Лоренца є доцентровою силою FЦ. С. = M · a n , де m-маса частинки, a n = v2/ R - нормальне прискорення, спрямоване до центру кола перпендикулярно швидкості. Тоді отримаємо: mv2/ R = qv В, де R - радіус траєкторії, v - Швидкість, B - модуль вектора магнітної індукції. Звідси висловимо швидкість частинки:

v = q • B • R / m.

З цієї рівності випливає, що швидкість частинки пропорційна значенню вектора магнітної індукції.

При збільшенні струму в обмотках електромагніту збільшується значення вектора магнітної індукції, отже, зростає швидкість частинки, що призводить до появи тангенціального прискорення, яке збігається за напрямком з напрямком швидкості.

Повний прискорення дорівнює векторній сумі: = n + ? і знаходиться за правилом паралелограма (див. рис. в рішенні). Таким чином, правильне поєднання напрямків швидкості і прискорення частинки в момент, коли швидкість в обмотках електромагніту починає збільшуватися, представлено на малюнку 1.

відповідь: варіант 1.

 




магнетизм | Основні формули і визначення | Тест 3 - 2 | Тест 3 - 3 | Тест 3 - 4 | Тест 3 - 5 | Тест 3 - 11 | Тест 3 - 12 | Тест 3 - 14 |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати