Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле с индукцией $\vec{B},$ испытывает α-распад. При этом рождаются α-частица и тяжёлый ион нового элемента. Масса α-частицы равна mα, её заряд равен $2|e|$ , масса тяжёлого иона равна M. Выделившаяся при α-распаде энергия ΔE целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек α-частицы находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности. Найдите радиус этой окружности.

[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vec{B}$ , направленной вертикально вниз, равномерно вращается по окружности в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик, подвешенный на нити длиной l (конический маятник) (см. рисунок). Угол отклонения нити от вертикали равен α, скорость вращения шарика равна $\upsilon.$ Найдите отношение заряда шарика к его массе $\frac{q}{m}$ (удельный заряд). Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шарик.

Электрон проходит ускоряющую разность потенциалов U = 1280 В. Затем он влетает в однородное магнитное поле и движется по дуге окружности радиусом R = 60 см в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции. Чему равен модуль вектора индукции магнитного поля? Считать, что начальная скорость электрона равна нулю.

Две частицы с отношением масс $\frac{m_2}{m_1}=4$ движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая − в поле с индукцией $\vec{B}_1;$ вторая − в поле с индукцией $\vec{B}_2.$ Найдите отношение времён $\frac{T_2}{T_1},$ затраченных частицами на один оборот, если их импульсы одинаковы, а отношение радиусов траекторий $\frac{R_2}{R_1}=\frac{1}{2}.$

Заряженная частица, движущаяся со скоростью $\upsilon$ = 2 $\cdot$ 106 м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,52 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Радиус дуги окружности, по которой движется частица в поле, R = 4 $\cdot$ 10 $-$ 2 м. Определите отношение модуля заряда частицы к её массе.

Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $\upsilon.$ Действием силы тяжести пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | | ФОРМУЛЫ А) | модуль силы Лоренца, действующей на частицу Б) | частота обращения частицы по окружности | | 1) | $\frac{2\pi m}{qB}$ 2) | $q\upsilon B$ 3) | $\frac{qB}{2\pi m}$ 4) | $\frac{m\upsilon}{qB}$

Две частицы с отношением зарядов $\frac{q_2}{q_1}=\frac{1}{8}$ движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая − в поле с индукцией В1; вторая − в поле с индукцией В2. Найдите отношение радиусов траекторий частиц $\frac{R_2}{R_1}$ , если их импульсы одинаковы, а отношение модулей индукции $\frac{B_2}{B_1}$ = 2.

Протон массой $m$ и зарядом $q$ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $\upsilon$ . Действием силы тяжести пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | | ФОРМУЛЫ А) | радиус окружности, по которой движется протон Б) | модуль силы, действующей на протон со стороны магнитного поля | | 1) | $\frac{2\pi m}{qB}$ 2) | $\frac{m\upsilon}{qB}$ 3) | $\frac{2\pi B}{\upsilon}$ 4) | $q\upsilon B$

Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $\upsilon.$ Действием силы тяжести пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | | ФОРМУЛЫ А) | модуль ускорения протона Б) | период обращения протона по окружности | | 1) | $q\upsilon B$ 2) | $\frac{m\upsilon}{qB}$ 3) | $\frac{2\pi m}{qB}$ 4) | $\frac{q\upsilon B}{m}$

Протон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение протона и радиус окружности, по которой он движется, если уменьшить его скорость? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Ускорение протона | Радиус окружности |

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила Лоренца, действующая на электрон, и период его обращения, если увеличить его кинетическую энергию? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Сила Лоренца | Период обращения |

[рис.] Электрон e влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью $\vec{\upsilon},$ направленной влево. Вектор индукции $\vec{B}$ магнитного поля направлен вверх (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

Две частицы с зарядами q и 3q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Определите отношение $\frac{F_2}{F_1}$ модулей сил, действующих со стороны магнитного поля на частицы.

Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по окружности того же радиуса между полюсами нового магнита стала двигаться α-частица, обладающая той же скоростью, что и протон. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца, действующей на α-частицу? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличилась 2) | уменьшилась 3) | не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Индукция магнитного поля | Модуль силы Лоренца |

Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота её обращения, если уменьшить её кинетическую энергию? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Ускорение α-частицы | Частота обращения α-частицы |

[рис.] Протон p влетел в зазор между полюсами магнита со скоростью $\vec{\upsilon},$ перпендикулярной вектору индукции $\vec{B}$ магнитного поля (см. рисунок, значком $⊙$ показано направление движения протона). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

[рис.] Протон p влетел в зазор между полюсами магнита со скоростью $\vec{\upsilon},$ перпендикулярной вектору индукции $\vec{B}$ магнитного поля (см. рисунок, значком $⊗$ показано направление движения протона). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

[рис.] Протон p имеет скорость $\vec{\upsilon},$ направленную вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца $\vec{F}$ ? Ответ запишите словом (словами).

Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение иона и частота его обращения, если уменьшить его кинетическую энергию? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Ускорение иона | Частота обращения иона |

Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца движется по окружности радиусом r. В этом же поле по окружности с таким же радиусом стала двигаться α-частица. Как изменились период обращения в магнитном поле и модуль импульса α-частицы по сравнению с протоном? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличилась 2) | уменьшилась 3) | не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Период обращения | Модуль импульса |

Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. Как изменятся радиус орбиты и сила Лоренца, действующая на частицу, если её скорость уменьшится? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Радиус орбиты частицы | Сила Лоренца, действующая на частицу |

[рис.] Электрон e $-$ имеет скорость $\vec{\upsilon},$ направленную вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

В первом опыте частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. Во втором опыте та же частица движется в том же магнитном поле по окружности большего радиуса. Как при переходе от первого опыта ко второму изменились кинетическая энергия частицы и период её обращения? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличилась 2) | уменьшилась 3) | не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Кинетическая энергия частицы | Период её обращения |

В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор $\vec{\upsilon}_0$ перпендикулярен вектору напряжённости электрического поля $\vec{E}$ (рис. 1). Во второй экспериментальной установке вектор $\vec{\upsilon}_0$ такой же частицы параллелен вектору индукции магнитного поля $\vec{B}$ (рис. 2). [рис.] | [рис.] Рис. 1 | Рис. 2 По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силу тяжести не учитывать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. | ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦЫ | | ТРАЕКТОРИЯ А) | в первой установке Б) | во второй установке | | 1) | прямая линия 2) | окружность 3) | спираль 4) | парабола

Ион натрия движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила, действующая на ион в магнитном поле, и частота его обращения, если уменьшить модуль вектора магнитной индукции магнитного поля? Скорость иона остаётся неизменной. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Сила, действующая на ион в магнитном поле | Частота обращения иона |

Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. Как изменятся модуль силы Лоренца и частота обращения, если в этом же поле с той же скоростью по окружности будет двигаться α-частица? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Модуль силы Лоренца | Частота обращения |

[рис.] Электрон e влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью $\vec{\upsilon},$ направленной вправо. Вектор индукции $\vec{B}$ магнитного поля направлен вверх (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

[рис.] Протон p влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью $\vec{\upsilon},$ направленной влево. Вектор индукции $\vec{B}$ магнитного поля направлен вертикально вниз (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца $\vec{F}?$ Ответ запишите словом (словами).

Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся модуль ускорения иона и период его обращения в этом поле, если увеличить кинетическую энергию иона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) | увеличится 2) | уменьшится 3) | не изменится Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Модуль ускорения иона | Период обращения иона |

Две частицы с зарядами q1 = q и q2 = 2q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями $\upsilon_1=\upsilon$ и $\upsilon_2=2\upsilon$ соответственно. Определите отношение модулей сил $\frac{F_1}{F_2},$ действующих на них со стороны магнитного поля.