Вопрос задан 10.10.2026 в 23:55. Предмет Физика. Спрашивает Дьякив Валерия.

Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле со скоростью v=4,55 Мм/с, пройдя ускоряющее напряжение U=15,3 кВ. Найдите радиус R окружности, по которой движется частица, если индукция магнитного поля B=0,16 Тл.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Смирнов Евгений.

Дано:

  • Скорость частицы: v=4,55v = 4{,}55 Мм/с =4,55⋅106= 4{,}55 \cdot 10^6 м/с.

  • Ускоряющее напряжение: U=15,3U = 15{,}3 кВ =15,3⋅103= 15{,}3 \cdot 10^3 В.

  • Индукция магнитного поля: B=0,16B = 0{,}16 Тл.

Найти: радиус окружности RR.

Решение

Когда заряженная частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, на неё действует сила Лоренца, которая заставляет частицу двигаться по окружности.

Сила Лоренца равна:

FЛ=qvBF_{\text{Л}} = qvB

Эта сила играет роль центростремительной силы:

Fц=mv2RF_{\text{ц}} = \frac{mv^2}{R}

Приравниваем силы:

qvB=mv2RqvB = \frac{mv^2}{R}

Отсюда радиус окружности:

R=mvqBR = \frac{mv}{qB}

Однако масса mm и заряд qq частицы нам неизвестны. Чтобы исключить их, воспользуемся ускоряющим напряжением.

При прохождении ускоряющей разности потенциалов частица приобретает кинетическую энергию:

qU=mv22qU = \frac{mv^2}{2}

Отсюда:

mq=2Uv2\frac{m}{q} = \frac{2U}{v^2}

Подставляем это выражение в формулу радиуса:

R=2Uv2⋅vBR = \frac{2U}{v^2}\cdot\frac{v}{B}

После сокращения получаем:

R=2UvB\boxed{R = \frac{2U}{vB}}

Теперь подставим числовые значения:

R=2⋅15,3⋅1034,55⋅106⋅0,16R = \frac{2\cdot15{,}3\cdot10^3}{4{,}55\cdot10^6\cdot0{,}16}
R=30600728000R = \frac{30600}{728000}
R≈0,04203 мR \approx 0{,}04203\text{ м}

Переведём в сантиметры:

R≈4,2 смR \approx 4{,}2\text{ см}

Ответ:

R≈0,042 м=4,2 см\boxed{R \approx 0{,}042\text{ м} = 4{,}2\text{ см}}

Радиус окружности, по которой движется заряженная частица, составляет примерно 4,2 см.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос