Вправа 12
1. У циклотронах на заряджену частинку діють і електричне поле, і магнітне поле. Яке поле «відповідає» за збільшення швидкості руху частинки? Яке поле «керує» рухом частинки по колу?
Частинки розганяються електричним полем. Магнітним полем вони рухаються по півколах під дією сили Лоренца.
2. Визначте: напрямок руху частинки (рис. 1); знак заряду частинки (рис. 2); напрямок магнітного поля, в якому рухається частинка (рис. 3)
- Рис.1 - за годинниковою стрілкою
- рис. 2 - за правилом правої руки, частинка негативна
- рис. 3 - за правилом правої руки, частинка негативна, сила магнітної індукції вгору
3. Чому дві однойменно заряджені нерухомі частинки завжди відштовхуються, а ті самі частинки, розігнані до величезних швидкостей, можуть як відштовхуватися, так і притягуватися?
При швидкості частинок менше швидкості світла, кулонові сили переважають, через те однойменні заряди відштовхуються.
При збільшенні швидкості частинки стають джерелом електромагнітного поля, тому під дією сили Лоренца вони можуть як притягатися так і відштовхуватися.
4. В однорідне магнітне поле індукцією 5,6 мТл протон влітає зі швидкістю 3 • 106 м/с перпендикулярно до ліній магнітної індукції поля. Визначте силу, яка діє на протон, і радіус його траєкторії.
5. Електрон починає рух зі стану спокою, проходить прискорювальну різницю потенціалів 125 В і потрапляє в однорідне магнітне поле індукцією 5,0 мТл, де рухається по колу. Визначте радіус цього кола.
6. Електрон влітає в однорідне магнітне поле під кутом 60° до ліній магнітної індукції й рухається гвинтовою лінією діаметром 10 см. Визначте швидкість руху електрона, магнітну індукцію поля та крок гвинтової лінії, якщо період обертання електрона 60 мкс
7. Початок космонавтики ознаменувався низкою відкриттів, одним із яких було відкриття радіаційних поясів Землі. Поясніть, чому магнітне поле Землі є «пасткою» для заряджених частинок — частинки ніби накручуються на магнітні лінії планети
Магнітне поле землі подібне до дипольного: частинка починає рухатися по спіральній траєкторії обертаючись навколо силової лінії магнітного поля. Через ущільнення силових ліній, її послідовний рух сповільнюється і частинка розвертається в протилежному напрямку