Сборник задач абитуриенту. МАГНЕТИЗМ. Сила Лоренца. Движение частицы в магнитном поле. Тема 22-5

          

МАГНЕТИЗМ. Сила Лоренца. Движение частицы в магнитном поле. Тема 22-5

22.32. Протон описал окружность радиуса R = 5 см в однородном магнитном поле с индукцией B = 20 мТл. Определить скорость протона.

22.33. Протон и $\alpha$-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз отличаются радиусы окружностей, которые описывают частицы? Во сколько раз отличаются их угловые скорости, если у частиц одинаковы: а) скорости; б) энергии.

22.34. Найдите ускорение (в км/с2) протона, который движется со скоростью 2 м/с в магнитном поле с индукцией 3 мТл перпендикулярно линиям поля. Отношение заряда протона к его массе 108 Кл/кг.

22.35. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл со скоростью 1,6 × 107 м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Определите радиус (в мм) окружности, по которой движется электрон. Заряд электрона 1,6 × 10−19 Кл, его масса 9 × 10−31 кг.

22.36. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл окружности, имея импульс 6,4 × 10−23 кг·м/с. Найдите радиус (в см) этой окружности. Заряд электрона 1,6 × 10−19 Кл.

22.37. С какой силой (в мН) будет действовать магнитное поле с индукцией 0,006 Тл на заряд 30 мкКл, влетевший в поле со скоростью 100 км/с, направленной под углом 30° к линиям индукции поля?

22.38. В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции влетают протон и альфа-частица. Во сколько раз скорость альфа-частицы больше скорости протона, если сила, действующая со стороны магнитного поля на альфа-частицу, в 8 раз больше, чем сила, действующая на протон?

22.39. Какую кинетическую энергию имеет электрон, движущийся по окружности радиусом 1 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,03 Тл? Заряд электрона 1,6 × 10−19 Кл, его масса 9 × 10−31 кг. Ответ дать в электрон-вольтах (1 эВ = 1,6 × 10−19Дж).

22.40. Перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле влетает протон и однозарядный ион гелия, ускоренные одинаковой разностью потенциалов. Во сколько раз радиус окружности, по которой движется ион, больше, чем радиус окружности протона?

22.41. Электроннолучевую трубку с отключенной управляющей системой помещают в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости движения электронов. При этом след пучка электронов на экране, удаленном на 14 см от места вылета электронов, смещается на 2 см. Какова скорость (в км/с) электронов, если индукция поля 25 мкТл, а удельный заряд электрона 1,8 × 1011 Кл/кг?

22.42. Протон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8,36 мкТл перпендикулярно линиям поля. С какой угловой скоростью (в рад/с) будет вращаться протон? Заряд протона 1,602 × 10−19 Кл, его масса 1,672 × 10−27 кг.

22.43. Протон и альфа-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям поля. Во сколько раз период обращения альфа-частицы больше периода обращения протона?

22.44. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 500 B, попал в однородное магнитное поле с индукцией 0,001 Тл. Найдите радиус кривизны (в мм) траектории электрона.

22.45. Два иона влетели в однородное магнитное поле. Первый начал двигаться по окружности радиусом 5 см, второй – по окружности радиусом 2,5 см. Заряд второго иона в два раза больше, чем заряд первого. Во сколько раз масса первого иона больше, чем второго, если известно, что они прошли одинаковую разность потенциалов?

22.46. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл движется по дуге окружности радиусом 10 см. После вылета из магнитного поля он полностью тормозится электрическим полем. Чему равна тормозящая разность потенциалов, если отношение заряда протона к его массе 108 Кл/кг?

22.47. Отрицательно заряженная частица влетает в область однородного магнитного поля с индукцией 0,001 Тл, где движется по дуге окружности радиусом 0,2 м. Затем частица попадает в однородное электрическое поле, где пролетает участок с разностью потенциалов 1000 В, при этом ее скорость уменьшается в 3 раза. Определите конечную скорость (в км/с) частицы.

22.48. α-частица, ускоренная разностью потенциалов U = 250 кВ, пролетает однородное поперечное магнитное поле с индукцией B = 0,51 Тл. Толщина области с полем d = 10 см. Определить угол φ отклонения $\alpha$-частицы от первоначального направления движения.

22.49. Два электрона движутся в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля, по окружностям радиусов R1 и R2. Определите отношение их кинетических энергий.

22.50. В магнитном поле с индукцией 0,02 Тл движется по дуге окружности радиусом 20 см протон. После вылета из магнитного поля протон полностью тормозится электрическим полем. Определить тормозящую разность потенциалов.