Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Прямолинейный проводник длиной L с током I помещен в однородное магнитное поле так, что направление вектора магнитной индукции B перпендикулярно проводнику. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила Ампера
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) не изменится
4) уменьшится в 2 раза
2
Протон p, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость 
перпендикулярно вектору индукции B магнитного поля, направленному вертикально. Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F?
1) от наблюдателя
2) к наблюдателю
3) горизонтально вправо
4) вертикально вниз
3
Прямолинейный проводник длиной L с током I помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции B. Как изменится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?
1) не изменится
2) уменьшится в 4 раза
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 2 раза
4
Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных горизонтальных проводников (1−2, 2−3, 3−4, 4−1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле. Вектор магнитной индукции В направлен горизонтально вправо (см. рис., вид сверху). Куда направлена вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 1−2?
1) горизонтально влево 
2) горизонтально вправо 
3) перпендикулярно плоскости рисунка вниз 
4) перпендикулярно плоскости рисунка вверх 
5
Протон p влетает по горизонтали со скоростью υ в вертикальное магнитное поле индукцией B между полюсами электромагнита (см. рис.). Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F?
1) вертикально вниз 
2) вертикально вверх 
3) горизонтально к нам
4) горизонтально от нас
Пройти тестирование по этим заданиям
Решение задач – обязательная практика в жизни всех студентов-технарей. В сегодняшней статье разберемся, как решать задачи на силу Лоренца.
Если вам скучно читать про решение задач, переходите в наш телеграм-канал. Там найдется интересная информация и новости для всех специальностей. А еще, у нас есть второй канал, где мы рассказываем об акциях нашего сервиса и дарим приятные скидки. Проверьте — и не упустите выгоду!
Задачи по теме «сила Лоренца»
Даже если вы не новичок, прежде чем решать задачи, прочтите общую памятку и на всякий случай держите под рукой полезные формулы.
Задача на силу Лоренца №1
Условие
Электрон с энергией 300 эВ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля напряженностью 465 А/м. Определить силу Лоренца, скорость и радиус траектории электрона.
Решение
Скорость электрона можно найти из формулы кинетической энергии:
Eк=m·v22v=2Eкm
Сила Лоренца является центростремительной силой, значит, по второму закону Ньютона, можно записать:
Магнитная индукция равна напряженности, умноженной на магнитную постоянную. Подставив ранее найденное выражение для скорости в формулу для радиуса и силы Лоренца, запишем:
R=m2Eктqμ0H=2Eктqμ0HFл=q2Eктμ0H
Теперь осталось только подставить значения и вычислить:
v=2·4,8·10-169,1·10-31=3,25·107 мсFл=4·3,14·10-7·465·1,6·10-19·3,25·107=3·10-15НR=2·4,8·10-16·9,1·10-314·3,14·10-7·465·1,6·10-19=0,32 м
Ответ: v=3,25·107 мс; Fл=3·10-15Н; R=0,32 м.
Задача на силу Лоренца №2
Условие
Альфа-частица влетает в магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендинулярно силовым линиям. Найти момент импульса частицы относительно центра окружности, по которой она будет двигаться.
Решение
Когда частица влетает в поле перпендикулярно силовым линиям, на нее начинает действовать сила Лоренца, которая выполняет роль центростремительной силы. Радиус окружности, по которой будет двигаться частица:
R=mvQBm=6,65·10-27 кг — масса альфа частицыQ=2e=3,2·10-19Кл — заряд альфа частицы
Момент импульса частицы относительно центра окружности найдем по формуле:
L=mvR=m2v2QB=6,65·10-272·0,35·10723,2·10-19·1=5,42·10-21кг·м2с
Ответ: 5,42·10-21 кг·м2с.
Задача на силу Лоренца №3
Условие
В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,5 Тл вращается с частотой n = 10 с-1 стержень длиной l = 20 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня перпендикулярно его оси. Определите разность потенциалов U на концах стержня.
Решение
Рассмотрим физическую суть процессов, проходящих в стержне. Когда стержень движется в магнитном поле, в нем возникает ЭДС индукции, которая обусловлена действием силы Лоренца на заряды стержня.
Под действием этой силы в стержне происходит разделение зарядов: свободные электроны перемещаются вверх и между концами стержня возникает разность потенциалов.
Заряды на концах стержня создают поле E, препятствующее дальнейшему разделению зарядов. В какой-то момент сила Лоренца уравновесится с силой возникающего поля:
Fл=e·ЕЕ=Fле=evBe=vB
Скорость нижнего конца стержня, а значит, и скорость электронов в нем, можно найти, зная частоту вращения и длину стержня:
v=2π·n·l
C учетом этого, перепишется выражения для напряженности электрического поля:
Е=2πnlB
Индуцируемая разность потенциалов, по определению, равна:
U=Е·lU=2πnl2B=2·3,14·10-1·0,22·0,5=1,3В
Ответ: 1,3 В.
Задача на силу Лоренца №4
Условие
Какая сила действует на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцие 0,5 Тл со скоростью 150 м/с под углом 45 градусов к вектору магнитной индукции?
Решение
Это простейшая задача на определение силы Лоренца. Вспомним формулу и запишем, что на заряд действует сила Лоренца, равная:
F=q·v·B·sinα
Подставим значения и вычислим:
F=0,005·150·0,5·22=0,26 Н
Ответ: 0,26 Н.
Задача на силу Лоренца №5
Условие
На тело с зарядом 0,8 мКл, движущееся в магнитном поле, со стороны поля действует сила, равная 32Н. Какова скорость тела, если вектор магнитного поля перпендикулярен ей?
Решение
Это классическая задача на применение формулы силы Лоренца. Так как векторы скорости и магнитной индукции перпендикулярны, можно записать:
F=qvBsinα=qvBv=FqB=320,8·10-3·2=20·103 мс
Ответ: 20000 м/с.
Проходите магнитостатику? Вам также может быть интересно:
- Задачи на закон Био-Савара-Лапласа.
- Задачи на теорему о циркуляции магнитного поля.
Вопросы на тему «Сила Лоренца»
Вопрос 1. Что такое сила Лоренца?
Ответ. Сила Лоренца — это сила, с которой магнитное поле действует на заряженную частицу, движущуюся в нем.
Сила Лоренца действует только на движущиеся заряды.
Вопрос 2. Как определить направление силы Лоренца?
Ответ. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:
Если левую руку расположить так, чтобы составляющая вектора В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движении положительного заряда (= против движения отрицательного заряда), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.
Вопрос 3. Зависит ли сила Лоренца от знака заряда?
Ответ. Да, зависит. Для противоположных зарядов сила Лоренца будет направлена в противоположные стороны.
Вопрос 4. Совершает ли сила Лоренца работу?
Ответ. Нет. Сила Лоренца не совершает работу, т.к., являясь перпендикулярной вектору скорости частицей, может изменить лишь направление скорости, но не ее значение. Работа силы Лоренца всегда равна нулю!
Вопрос 5. По какой траектории движется частица, попадающая в магнитное поле, перпендикулярное вектору скорости?
Ответ. Частица, влетающая в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, будет двигаться в этом поле по окружности определенного радиуса под действием силы Лоренца.
Нужна помощь в решении задач и других заданий по учебе? Профессиональный сервис для студентов посодействует, обращайтесь в любое время!
Сила Лоренца .
Сила Лоренца действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле.
( F_л=Bqv cdot sin alpha )
(B) -магнитная индукция, единица измерения Тесла [Тл]
(q) — заряд частицы, единица измерения Кулон [Кл] )
(v) — скорость частицы
( alpha )- угол между вектором магнитной индукции ( vec{B} ) и вектором скорости частицы ( vec{v} )
Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу .
Если вектор магнитной индукциии входит в ладонь левой руки, а четыре пальца сонаправлены с
направлением вектора скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на ( 90^0 )
большой палец показывает направление силы Лоренца действующей на эту частицу.
Задача 1. (Сила Лоренца)
Пылинка, имеющая заряд (q=10^{-6} Кл) движется в магнитном поле с индукцией
(B=20 Тл) . Скорость пылинки перпендикулярна линиям магнитной индукции и равна
(100 м/с )
Вычислить значение силы Лоренца, действующей на пылинку со стороны магнитного поля.
Дать ответ в миллиньютонах.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 2.
Шарик с зарядом (q=100 мкКл) влетает в магнитное поле с
индукцией (B=100 Тл) со скоростью (v=30 м/с .)
Угол между вектором магнитной индукции ( vec{B} ) и вектором скорости частицы
( vec{v} ) составляет ( alpha=30^0 . )
Найти значение силы Лоренца, действующей на шарик со стороны поля.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 3. (Сила Лоренца)
Электрон движется в магнитном поле с индукцией
(B=1 Тл) перпендикулярно линиям магнитного поля со скоростью (v=10^8 м/с . )
Вычислить значение силы Лоренца, действующей на электрон со стороны магнитного поля.
Заряд электрона ( q=1,6 cdot 10^{-19} Кл . )
Дать ответ в пиконьютонах.
1 пН ( = 10^{-12} Н . )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 4. (Сила Лоренца)
С какой скоростью двигался протон в магнитном поле с индукцией (B=10^{-2} Тл) перпендикулярно линиям поля,
если на него действовала сила Лоренца (F_л=3,2 cdot 10^{-17 } Н ? )
Заряд протона ( q=1,6 cdot 10^{-19} Кл . )
Дать ответ в километрах в секунду.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 5. (Сила Лоренца)
Альфа-частица движется в магнитном поле с индукцией (B=10^{-3} Тл) перпендикулярно линиям поля, при этом на нее действует сила Лоренца (F_л=6,4 cdot 10^{-15 } Н . )
Вычислить скорость альфа-частицы, если ее заряд (q=3,2 cdot 10^{-19} Кл . )
Дать ответ в километрах в секунду.
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
Задача 8. (Сила Лоренца)
Протон влетает в магнитное поле со скоростью (v= 10^{5} м/с ) перпендикулярно линиям индукции,
после чего он движется по окружности.Найти радиус этой окружности, если индукция поля
(B=0,01 Тл . )
Заряд протона (q=1,6 cdot 10^{-19} Кл )
Масса протона (m=1,6 cdot 10^{-27} кг )
Показать ответ
Показать решение
Видеорешение
15. Магнитное поле. Оптика
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Сила Ампера и сила Лоренца
Прямолинейный проводник длиной (L) с током (I) помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции (B). Во сколько раз уменьшится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?
Сила Ампера: [F_a=BIlsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (I) – сила тока, (l) – длина проводника, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. Увеличивая длину проводника в 2 раза и уменьшая силу тока в 4 раза, сила Ампера уменьшится в 2 раза.
Ответ: 2
Прямолинейный проводник длиной 0,5 м, по которому течет ток 6 А, находится в однородном магнитном поле. Модуль вектора магнитной индукции 0,2 Тл, проводник расположен под углом (30^{circ}) к вектору В. Какова сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля? (Ответ дать в ньютонах.)
Сила Ампера: [F_a=BILsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (I) – сила тока, (l) – длина проводника, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. [F_a=0,2text{ Тл}cdot0,5text{ м}cdot6text{ А}cdotfrac{1}{2}=0,3text{ Н}]
Ответ: 0,3
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 5 Тл, направленной под некоторым углом к силовым линиям магнитного поля, со скоростью 1 км/с. Найдите максимально возможное значение модуля силы Лоренца, действующей на электрон. Ответ дайте в Н, умноженных на (10^{16})
Сила Лоренца: [F_l=Bvqsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (v) – скорость заряда, (q) – заряд, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Максимальное силы Лоренца значение при угле (alpha=dfrac{pi}{2}). [F_{lmin}=Bvqsinalpha=0] [F_{lmax}=Bvqsinalpha=5text{ Тл}cdot10^3text{ м/с}cdot1,6cdot10^{-19}text{ Кл}=8cdot10^{-16} text{ Н}]
Ответ: 8
Заряженная частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Во сколько увеличится частота обращения частицы, если уменьшить ее кинетическую энергию в 2 раза?
Для частицы в магнитном поле справедливо следующее: [F_l=ma_{text{ цс}},] где (F_l) – сила Лоренца , (m) – масса частицы, (a_{text{ цс}}) – центростремительное ускорение. Подставим вместо силы Лоренца (Bvq), а вместо центростремительного ускорения (dfrac{v^2}{R}) [Bvq=frac{mv^2}{R}] [Bq=frac{mv}{R}] Формула для нахождения периода: [T=frac{2pi R}{v}] [frac{v}{R}=frac{2pi}{T}] [Bq=frac{2pi m}{T}] [T=frac{2pi m}{Bq}] Получаем, что период вращения не зависит от скорости частицы, а значит, не зависит от кинетической энергии частицы. Так как период и частота вращения обратно пропорциональные величины, значит, частота вращения не изменится.
Ответ: 1
На проводник длиной 0,5 м с током силой 20 А в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл действует сила 0,5 Н. Какой угол (в градусах) составляет направление тока в проводнике с вектором магнитной индукции?
Сила Ампера: [F_A=BIlsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (I) – сила тока, (l) – длина проводника, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. Отсюда синус угла (alpha) [sinalpha=frac{F_a}{BIl}=frac{0,5text{ м}}{0,1text{ Тл}cdot20text{ А}cdot0,5text{ Н}}=frac{1}{2},] а значит угол (alpha) [alpha=30^{circ}]
Ответ: 30
Прямой проводник с током помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз уменьшится сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если его повернуть так, чтобы направление тока в проводнике составляло угол (30^{circ}) с вектором индукции поля?
Сила Ампера: [F_A=BIlsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (I) – сила тока, (l) – длина проводника, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.
В первом случае (alpha_1=90^{circ}), во втором (alpha_2=30^{circ}), а значит отношение сил для первого и второго случаев [frac{F_{a1}}{F_{a2}}=frac{BILsinalpha_1}{BILsinalpha_2}=frac{sinalpha_1}{sinalpha_2}=frac{1}{0,5}=2]
Ответ: 2
С какой силой взаимодействуют два параллельных провода с токами силой 300 А, если длина проводов 50 м и каждый из них создает в месте расположения другого провода магнитное поле с индукцией 1,2 мТл?
Сила Ампера: [F_A=BIlsinalpha,] где (B) – модуль вектора магнитной индукции, (I) – сила тока, (l) – длина проводника, (alpha) – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. [F_A=1,2cdot10^{-3}text{ Тл}cdot300text{ А}cdot50text{ м}=18 text{ Н}]
Ответ: 18
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ
- Подробности
- Обновлено 03.07.2018 18:36
- Просмотров: 2496
Задачи по физике — это просто!
Вспомним формулы, которые :
Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!
А теперь к задачам!
Элементарные задачи из курса школьной физики
Задача 1
Определить силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45o к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл.
Задача 2
Проводник с током 5 А находится в магнитном поле с индукцией 10 Тл.
Определить длину проводника, если магнитное поле действует на него с силой 20 Н и перпендикулярно проводнику.
Задача 3
Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 0,48 Н.
Задача 4
Проводник длиной 20 см с силой тока 50 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл.
Какую работу совершит источник тока, если проводник переместится на 10 см перпендикулярно вектору магнитной индукции (вектор магнитной индукции перпендикулярен направлению тока в проводнике).
Задача 5
Проводник длиной 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В=0,4 Тл. Сила тока в проводнике 8 А.
Найдите работу, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 метра по направлению действия силы Ампера.
Задача 6
Определить силу, действующую на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45o к вектору магнитной индукции.
Задача 7
Какова скорость заряженного тела, перемещающегося в магнитном поле с индукцией 2 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 32 Н. Скорость и магнитное поле взаимно перпендикулярны. Заряд тела равен 0,5 мКл.
Задача 8
Определить центростремительную силу, действующую на протон в однородном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости), если радиус окружности, по которой он движется, равен 5 см.
Задача 9
С каким ускорением движется электрон в однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции перпендикулярен вектору скорости) с индукцией 0,05 Тл, если сила Лоренца, действующая на него, равна 5×10-13 Н.
(Так как сила Лоренца является одновременно и центростремительной силой, и электрон движется по окружности, в задаче требуется рассчитать центростремительное ускорение, которое приобретает электрон в результате действия центростремительной силы.)
Сила Ампера, сила
Лоренца
1.
Прямолинейный
проводник длиной 0,2 м находится в однородном магнитном поле с
индукцией 4 Тл и расположен под углом 
к
вектору индукции. Чему равен модуль силы, действующей на проводник со
стороны магнитного поля при силе тока в нем 2 А?
1) 0,2 Н
2) 0,8 Н
3) 3,2 Н
4) 20 Н
2.
Прямолинейный
проводник длиной L с током I помещен в
однородное магнитное поле так, что направление вектора магнитной индукции B перпендикулярно
проводнику. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию магнитного
поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила Ампера
1) увеличится в 2 раза
2) уменьшится в 4 раза
3) не изменится
4) уменьшится в 2 раза
3.
Протон p,
влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет скорость 
, перпендикулярно
вектору индукции B магнитного поля, направленному
вертикально.Куда направлена действующая на протон сила Лоренца F?
1) от наблюдателя
2) к наблюдателю
3) горизонтально вправо
4) вертикально вниз
4.
Прямолинейный
проводник длиной L с током I помещен в
однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции B.
Как изменится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину
увеличить в 2 раза, а силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?
1)
не изменится
2)
уменьшится в 4 раза
3)
увеличится в 2 раза
4)
уменьшится в 2 раз
5.
. 
Электрическая
цепь, состоящая из четырех прямолинейных горизонтальных проводников
(1—2, 2—3, 3—4, 4—1) и источника постоянного тока, находится в однородном
магнитном поле. Вектор магнитной индукции В направлен горизонтально
вправо (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена вызванная этим полем
сила Ампера, действующая на проводник 1—2?
1) горизонтально влево 
2) горизонтально вправо 
3) перпендикулярно плоскости рисунка вниз 
4) перпендикулярно плоскости рисунка вверх 
6.
Протон р влетает по
горизонтали со скоростью у в вертикальное магнитное поле индукцией В между
полюсами электромагнита (см. рисунок). Куда направлена действующая
на протон сила Лоренца Р.
1) вертикально вниз 
2) вертикально вверх 
3) горизонтально к нам 
4) горизонтально от нас 
7.
Прямолинейный
проводник длиной 0,5 м, по которому течет ток 6 А, находится
в однородном магнитном поле. Модуль вектора магнитной индукции
0,2 Тл, проводник расположен под углом 
к
вектору В. Сила, действующая на проводник со стороны магнитного
поля, равна
1) 0,075 Н
2) 0,3 Н
3) 0,6 Н
4) 120 Н
8.
Какое
явление наблюдалось в опыте Эрстеда?
1) взаимодействие двух параллельных проводников с током
2) взаимодействие двух магнитных стрелок
3) поворот магнитной стрелки вблизи проводника при пропускании
через него тока
4) возникновение электрического тока в катушке при вдвигании
в нее магнита
9. На участок
прямого проводника длиной 50 см в однородном магнитном поле с
индукцией 2 Тл при силе тока в проводнике 20 А и направлении
вектора индукции магнитного поля под углом 
к
проводнику 
, 
действует
сила Ампера, приблизительно равная
1) 12 Н
2) 16 Н
3) 1 200 Н
4) 1 600 Н
10.
Как направлена сила
Ампера, действующая на проводник № 1 (см. рисунок), если все три
проводника тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и
расстояния между соседними проводниками одинаково? (I —
сила тока.)
1) к нам
2) от нас
3) вверх
4) вниз
11.
Квадратная рамка расположена
в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции
(см. рисунок). Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена
сила, действующая на сторону bc рамки со стороны внешнего
магнитного поля 
?
1) перпендикулярно плоскости чертежа, от нас 
2) вдоль направления линий магнитной индукции 
3) сила равна нулю
4) перпендикулярно плоскости чертежа, к нам 
12.
В некоторый момент
времени скорость 
электрона 
, движущегося
в магнитном поле, направлена вдоль оси х (см. рисунок).
Как направлен вектор магнитной индукции 
,
если в этот момент сила Лоренца, действующая на электрон, направлена
вдоль оси у?
1) из плоскости чертежа от нас 
2) в отрицательном направлении оси х
3) в положительном направлении оси х
4) из плоскости чертежа к нам 
13.
На рисунке изображены
направления движения трех электронов в однородном магнитном поле.
На какой из электронов не действует сила со стороны магнитного поля?
14.
Заряженная
частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменится
частота обращения частицы, если уменьшить ее кинетическую энергию
в 2 раза?
1) уменьшится в 2 раза
2) уменьшится в 
раз
3) не изменится
4) увеличится в раз
15.
. 
Альфа-частица влетает в однородное
магнитное поле со скоростью 
. Укажите
правильную траекторию альфа-частицы в магнитном поле. Силой тяжести
пренебречь.
16.
Нейтрон влетает в однородное
магнитное поле со скоростью 
. Укажите
правильную траекторию нейтрона в магнитном поле. Силой тяжести пренебречь.
17.
Проводник
с током 
длиной
2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией 
. Причем
направление магнитного поля составляет 
с
направлением тока. Чему равна сила со стороны магнитного поля, действующая
на проводник?
1) 7 Н
2) 5 Н
3) 8,66 Н
4) 2 Н
18.
В
каком направлении нужно двигать в однородном магнитном поле 
точечный
заряд 
, для
того, чтобы действующая на него сила Лоренца при одинаковой по модулю
скорости этого движения была максимальной?
19.
Электрон
влетает в однородное магнитное поле с индукцией 5 Тл со скоростью 1
км/с, направленной под некоторым углом к силовым линиям магнитного
поля. Найдите все возможные значения модуля силы Лоренца, действующей
на электрон.
Справочные
данные: элементарный электрический заряд 
1) 
2) от 0 до
3) от 0 до 
4) Модуль силы может принимать любое значение
20.
Положительно заряженная
частица движется в однородном магнитном поле со скоростью 
, направленной
перпендикулярно вектору магнитной индукции 
(см.
рисунок). Как направлена сила Лоренца, действующая на частицу?
1) к нам
2) от нас
3) вдоль вектора 
4) вдоль вектора
Урок №8
Тема: «Решение задач: сила Лоренца».
Цели: развить навыки решения задач.
Ход урока.
-
Организационный момент.
-
Проверка домашнего задания.
Задача №1 Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?
Дано: Решение:
В=0,2Тл
v=10Мм/с
α=90о
q=1,6·10⁻¹⁹ Кл
Fл-?
Ответ: .
Задача №2
В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.
Дано: Решение:
v=10Мм/с
α=90о
q=1,6·10⁻¹⁹ Кл
R=1см
В-?
Ответ:
Задача №3
Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.
Дано: Решение:
В=0,01Тл
R=0,1м ,
α=90о
v-?
Ответ: .
Задача №4
В однородное магнитное поле индукцией В = 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией Wк = 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?
Дано: Решение:
В=0,01Тл
Wк = 30 кэВ= ,
=48*10-16Дж
q=1,6·10⁻¹⁹ Кл
α=90о
m=9,1*10-31кг
R-?
Ответ:
-
Решение задач.
Задача №1
Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v = 106 м/с. Индукция магнитного поля B = 0,3 Тл. Радиус окружности R = 4 см. Найти заряд q частицы, если известно, что ее энергия W =2*10-15Дж.
Дано: Решение:
v = 106 м/с На частицу, движущуюся в магнитном поле действует сила
B = 0,3 Тл Лоренца
R = 4 см = 0,04 м согласно 2-му закону Ньютона
W =2*10-15Дж
q-?
массу найдем из формулы для кинетической энергии
Ответ:
Задача №2
Пройдя ускоряющую разность потенциалов U=3,52 кВ, электрон вылетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,01 Т. (перпендикулярно линиям магнитной индукции) и движется по окружности радиусом 2 см. Вычислите отношение заряда электрона к ее массе.
Дано: Решение:
U
B
R
Задача №3
Протон влетает в область однородного магнитного поля шириной h, индукция поля равна В. Скорость протона v перпендикулярна В и границе области. Под каким углом к первоначальному направлению движения вылетает протон.
Дано: h, v,B,q,m.
φ-?
Решение: на рисунке показана область поперечного
магнитного поля, высотой h. Вектор В магнитной индукции
перпендикулярен плоскости рисунка и направлен от
нас. Протон влетает в область магнитного поля
в точке А перпендикулярно силовым линиям поля
и далее движется в поле под действием силы Лоренца.
По условию задачи после вылета протона из области
с магнитном полем вектор скорости частицы отклонился от начального направления на угол φ. Так как вектор скорости частицы перпендикулярен радиусу дуги, по которой двигается частица, то угол R = h/sinφ,
для решения задачи нам необходимо определить R
Ответ:.
Задача №4
В область поперечного однородного магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл и размером h = 0,1 м по нормали влетает α-частица. Найти скорость частицы, если после прохождения магнитного поля она отклонится на угол φ = 30о от первоначального направления. Для α-частицы отношение заряда частицы к её массе (удельный заряд) q/m = 0,5·108 Кл/кг.
Дано: Решение:
В = 0.1 Тл см. чертеж предыдущей задачи
h = 0,1 м рассмотрим треугольник ΔОСD, он прямоугольный, в этом
φ = 30о треугольнике гипотенуза ОС = СD/sinφ = R = h/sinφ
q/m = 0,5·108 Кл/кг Если заряженная частица движется по дуге окружности, то.
V — ? формула расчета радиуса окружности имеет вид: R = mV/qB, где m — масса частицы, V- линейная скорость частицы на траектории, q — заряд частицы
Ответ:
Задача №5 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)
Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В. В начальный момент времени электрон находился в точке А и его скорость была перпендикулярна вектору В. Найти перемещение электрона за время t. Массу и заряд электрона считать известными.
Дано: Решение:
B Из рисунка геометрически ясно, что
m , где — угол поворота
q радиус-вектора электрона, его
v угловая скорость. Поскольку
t и , то
s-?
Ответ:
— формула для равнобедренного треугольника, α – угол образованный равными сторонами; или формула для нахождения хорды окружности, α – угол образованный радиусами окружности.
Задача №6 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)
В магнитном поле, индукция которого 2мТл, по винтовой линии радиусом 2см и шагом 5 см движется электрон. Определить его скорость.
Дано: Решение:
В=2мТл т.к. электрон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить
R=2см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна
h=5см B. Тогда , за то время пока
m,q электрон совершает один виток он смещается на шаг
v-?
Задача №7 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)
В однородном магнитном поле с индукцией В=2Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию радиусом R=10см. кинетическая энергия протона 3,6 МэВ. Определите шаг винтовой линии.
Дано: Решение:
В=2Тл т.к. протон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить
R=10см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна
Ек=3,6 МэВ B. Тогда , за то время пока
m, q электрон совершает один виток он смещается на шаг
h-?
задача сводится к нахождению . Нам известно, что
Найдем :
Ответ: 0,6м.
Задача №8 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)
Какова кинетическая энергия протона, если его траектория в магнитном поле с индукцией В=2Тл представляет собой винтовую линию радиусом R=10см и с шагом h=60см.
Дано: Решение:
В=2Тл , для вычисления кинетической энергии необходимо найти
R=10см скорость: ,
m, q ;
h=60см 
Ек-?
Задача №9 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)
Электрон ускоряется постоянным электрическим полем напряженностью Е. через время t=10-2с он влетает в область, где есть ещё магнитное поле. Во сколько раз нормальное ускорение больше тангенциального ускорения в этот момент времени, если В=10-5Тл и v0=0.
Дано: Решение:
t=10-2с
В=10-5Тл
v0=0 когда частица находилась в электрическом поле
-?
нормальное ускорение сообщает электрону сила Лоренца (магнитное поле)
.
-
Подведение итогов урока.
-
Домашнее задание: §6, Рым.(№ 851, 852), упр.1 (з.4).
Используемые материалы:
-
Универсальные поурочные разработки по физике 11 класс. – М.: Вако, 2009. – 464 с. – (В помощь школьному учителю), Волков В.А.
-
Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 399 с.
-
Физика. Задачник . 10-11 класс. : пособие для общеобразовательных учреждений/ А.П. Рымкевич. – 10-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2006. – 188, [4] с.: ил. – (Задачники «Дрофы»).
-
3800 задач для школьников и поступающих в вузы. Физика. Турчина Н.В., Рудакова Л.И., Суров О.И. и др.
-
http://egefizika5.com/egef13.htm