6 задач. Заряженная частица движется по окружности радиусом 2см в однородном магнитном поле с индукцией 0.4Тл

  • ID: 25435 
  • 3 страницы

Фрагмент работы:

Заряженная частица движется по окружности радиусом 2см в однородном магнитном поле с индукцией 0.4Тл. Параллельно магнитному полю возбуждено электрическое поле напряженностью. Вычислить промежуток времени, в течении которого должно действовать электрическое поле, для того, чтобы кинетическая энергия частицы возросла вдвое.

Решение

При движении тела по окружности оно имеет нормальное ускорение, выражаемое формулой:

В магнитном поле на тело действует сила Лоренца, равная:

Ускорение может быть определено по закону Ньютона:

Тогда скорость движения по окружности:

При возникновении электрического поля параллельного магнитному частица начнет двигаться по спирали с изменяющимся шагом, то есть появится еще одна составляющая скорости, которая будет изменяться по линейному закону, то есть движение вдоль силовых линий электрического поля будет равноускоренным:

Где ускорение найдем как:

где - сила действующая на заряженную частицу со стороны электрического поля. Тогда скорость движения вдоль силовых линий:

Полная скорость частицы:

Кинетическая энергия:

До появления электрического поля кинетическая энергия частицы имела величину:

Кинетическая энергия в момент времени :

Ответ:

Гальванический элемент дает во внешнем сопротивлении ток. Если внешнее сопротивление элемент дает ток. Какой ток он дает если его замкнуть накоротко.

Решение

Для решения задачи воспользуемся законом Ома для полной цепи:

где - внутреннее сопротивление источника; - ЭДС источника.

;

Ток короткого замыкания:

Ответ:

К бесконечной равномерно заряженной вертикальной плоскости подвешен на нити одноименно заряженный шарик массой и зарядом. Натяжение нити, на которой висит шарик. Найти поверхностную плотность заряда на плоскости.

Решение

Сила кулона действующая на заряженный шарик со стороны заряженной плоскости:

Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечной плоскостью:

где - электрическая постоянная.

Так как система находится в равновесии, то:

Ответ:

Точка вращается на окружности радиусом. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки равно, вектор полного ускорения образует в этот момент с вектором нормального ускорения угол, найти скорость и тангенциальное ускорение точки.

Решение

Нормальное ускорение точки движущейся по окружности:

Исходя из соотношений для прямоугольного треугольника имеем:

Ответ: ;

Пушка, стоящая на очень гладкой горизонтальной площадке, стреляет под углом к горизонту. Масса снаряда, начальная скорость снаряда. Какую скорость приобретает пушка при выстреле, если ее масса ?

Решение

Для решения задачи применим закон сохранения импульса:

В данном случае:

Ответ:

Маховое колесо, имеющее момент инерции, вращается делая, через минуту после того как на колесо престал действовать вращающий момент оно остановилось. Найти: 1) момент сил трения; 2) число оборотов, которое сделало колесо до полной остановки после прекращения действия сил.

Решение

Закон динамики вращательного движения:

Угловое ускорение вращения:

Момент силы трения:

Угол поворота для случая равноускоренного вращения:

Ответ: