Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

Электрон движется по окружности радиусом \(R=10\) см в однородном магнитном поле с индукцией \(B=0,02\) Тл. Определить частоту вращения частицы \(m=10^{-30}\) кг. Ответ дать в мегагерцах.

Решение №24844: \(\nu =eB/(2\pi m)=5\) МГц.

Ответ: 5

Чему равна частота вращения протона в магнитном поле с индукцией \(B=12,56\) Тл? Ответ дать в МГц.

Решение №24845: \(\nu =eB/(2\pi m_{p})=191,6\) МГц.

Ответ: 191.6

Электрон, имевший нулевую начальную скорость, проходит ускоряющую разность потенциалов \(U=100\) В. Затем электрон попадает в магнитное поле с индукцией \(B\) и движется там по окружности радиусом \(r=0,7\) мм. Определить величину магнитной индукции \(B\). Масса электрона \(m=10^{-30}\) кг, заряд \(e=1,6\cdot 10^{-19}\) Кл.

Решение №24846: \(B=\sqrt{2mU/e}/r=5\cdot 10^{-2}\) Тл.

Ответ: \(5\cdot 10^{-2}\)

Как относятся радиусы траекторий двух электронов с кинетической энергией \(W_{1}\) и \(W_{2}\), если однородное магнитное поле перпендикулярно их скорости?

Решение №24847: \(R_{1}/R_{2}=\sqrt{W_{1}/W_{2}}\).

Ответ: NaN

Протон под действием магнитного поля с индукцией \(B=0,01\) Тл описал окружность радиусом \(R=1\) см. Найти скорость протона \(V_{p}\), выразив ее в км/с.

Решение №24848: \(V_{p}=eBR/m_{p}=9,6\) км/с.

Ответ: 9.6

Протон и электрон влетают в однородное магнитное поле с одинаковой скоростью, направленной перпендикулярно полю. Во сколько раз \(n\) радиус орбиты протона больше радиуса орбиты электрона?

Решение №24849: \(R_{1}/R_{2}=m_{2}/m_{1}=1840\).

Ответ: 1840

С какой силой \(F\) действует магнитное поле с индукцией \(B=10^{-3}\) Тл на частицу, имеющую заряд \(q=10^{-6}\) Кл, который находится в состоянии покоя?

Решение №24850: \(F=0\).

Ответ: 0

Электрон влетает в однородное магнитное поле в вакууме со скоростью \(v=10^{7}\) м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. На электрон со стороны поля действует сила \(F=3,2\cdot10^{-14}\) Н. Определить в СИ величину магнитной индукции.

Решение №24851: \(B=F/(ev)=0,02\) Тл.

Ответ: 0.02

В однородном магнитном поле вращается электрон. Индукция магнитного поля возрастает в \(k=6\) раз. Найти отношение \(n\) конечной угловой скорости вращения к начальной.

Решение №24852: \(n=\omega _{2}/\omega _{1}=k=6\).

Ответ: 6

Будут ли отличаться периоды обращения в однородном магнитном поле позитрона и электрона, если они влетают в поле со скоростями, одинаковыми по направлению, но различными по абсолютной величине? Массы электрона и позитрона одинаковы, а заряды отличаются только по знаку.

Решение №24853: Нет.

Ответ: NaN

Чему равно отношение абсолютных значений импульсов электрона и протона, описывающих под действием магнитного поля окружности одинакового радиуса?

Решение №24854: \(n=1\), так как \(R=P/(eB)\).

Ответ: 1

В одном и том же однородном магнитном поле по двум окружностям радиусами \(R_{1}=12\) см и \(R_{2}=15\) см вращаются два ядра гелия. Чему равно отношение числа оборотов первого ядра за некоторое время к числу оборотов второго ядра за то же самое время?

Решение №24855: \(n=1\).

Ответ: 1

Альфа-частица влетает в однородное магнитное поле, индукция которого \(B=0,03\) Тл, со скоростью \(v=10^{6}\) м/с перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Найти радиус окружности \(R\), по которой движется альфа-частица в этом поле. Отношение массы альфа-частицы к ее заряду \(m/q=2,1\cdot10^{-8}\) кг/Кл. Ответ дать в метрах.

Решение №24856: \(R=mv/(qB)=0,7\) м.

Ответ: 0.7

В камере ускорителя по окружности радиуса \(R\) движется очень тонкий пучок протонов. Величина тока в начальный момент \(I_{0}\), полное число частиц в камере \(N\). Магнитный поток через не изменяющуюся орбиту меняется со скоростью \(k\). Какой станет величина тока после того, как частицы сделают один оборот? Скорость частиц остается много меньшей скорости света.

Решение №24857: \(I=\sqrt{I_{0}^{2}+e^{3}N^{2}k/(2\pi ^{2}R^{2}m)}\).

Ответ: NaN

Определите, какую максимальную скорость разовьет заряженное тело, скользящее по наклонной плоскости в магнитном поле с индукцией \(B\) и в поле тяжести. Масса и заряд тела \(m\) и \(Q\). Магнитное поле параллельно наклонной плоскости и перпендикулярно полю тяжести. Угол наклона плоскости к горизонту \(\alpha \). Коэффициент трения тела о плоскость равен \(\mu \).

Решение №24858: \(v=mg(sin\alpha -\mu cos\alpha )/(\mu QB)\).

Ответ: NaN

Однородные электрическое и магнитное поле расположены взаимно перпендикулярно. Протон движется в этих полях равномерно и прямолинейно перпендикулярно силовым линиям обоих полей со скоростью \(v=0,6\cdot 10^{6}\) м/с. Напряженность электрического поля \(E=0,6\) кВ/м. Чему равна индукция магнитного поля \(B\)? Ответ дать в миллитеслах.

Решение №24859: \(B=E/v=1\) мТл.

Ответ: 1

Однородное электрическое поле с напряженностью \(E=100\) В/см перпендикулярно к однородному магнитному полю с индукцией \(B=0,02\) Тл. Электрон движется перпендикулярно к векторам \(E\) и \(B\). При какой скорости электрон будет двигаться в этих полях прямолинейно? Укажите на рисунке направление скорости. Ответ дать в метр в секунду.

Решение №24860: \(V=E/B=5\cdot 10^{3}\) м/с

Ответ: \(5\cdot 10^{3}\)

Электрон влетает в однородное магнитное поле. В точке \(A\) он имеет скорость \(v\), которая составляет угол \(\alpha \) с направлением вектора магнитной индукции. При какой индукции магнитного поля электрон окажется в точке \(C\)? Известно отношение заряда \(e\) электрона к его массе \(e/m\) и расстояние \(AC=L\).

Решение №24861: \(B=2\pi mnvcos\alpha /(eL)\), \(n=1,2,3,...\).

Ответ: NaN

Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией \(B=10^{-3}\) Тл перпендикулярно силовым линиям и под углом \(\alpha =\pi /4\) к границе поля. Скорость электрона \(v=10^{6}\) м/с. В направлении осей \(X\) и \(Y\) магнитное поле безгранично. На каком расстоянии от точки влета электрон вылетит из поля? Отношение заряда электрона к его массе \(e/m=1,76\cdot 10^{11}\) Кл/кг. Ответ дать в метрах.

Решение №24862: \(l=2vsin\alpha /(B/(e/m))=0,8\cdot 10^{-2}\) м.

Ответ: \(0,8\cdot 10^{-2}\)

Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией \(B\) перпендикулярно к границе поля (см. рисунок ниже). Какова время пребывания электрона в магнитном поле, если в направлении осей \(X\) и \(Y\) поле безгранично? Удельный заряд электрона \(e/m\) известен.

Решение №24863: \(t=\pi m/(eB)\)

Ответ: NaN

Определите максимальную скорость, которую разовьет положительно заряженное тело, скользящее по наклонной плоскости в магнитном поле индукции \(B\) и в поле тяжести. Масса тела равна \(m\), заряд \(q\). Магнитное поле перпендикулярно полю тяжести и параллельно наклонной плоскости. Угол наклона плоскости к горизонту равен \(\varphi \), коэффициент трения тела о плоскость \(k\).

Решение №24864: \(V_{max}=mg(sin\varphi -kcos\varphi )/(kqB)\).

Ответ: NaN

Небольшое заряженное тело массы \(m\) и зарядом \(Q\), прикрепленное к изолированной нити длиной \(l\), может двигаться по окружности в вертикальной плоскости (см. рисунок ниже). Однородное магнитное поле с индукцией \(B\) перпендикулярно этой плоскости и направлено, как показано на рисунке. При какой наименьшей скорости тела в нижней точке оно сможет совершить полный оборот?

Решение №24865: \(N_{min}=\left [ (5gl+(QBl)^{2}/(2m^{2}))(1-\sqrt{1+4m^{2}g/(Q^{2}B^{2}l)})\right ]^{1/2}\).

Ответ: NaN

Заряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, поднимают вверх в комбинированном поле, которое состоит из однородных электрического и магнитного полей. Силовые линии этих полей взаимно перпендикулярны и горизонтальны. С какой скоростью \(v\) нужно поднимать нить, чтобы она не отклонялась от вертикали? Напряженность электрического поля \(E=120\) В/м, индукция магнитного поля \(B=4\) Тл. Ответ дать в метр в секунду.

Решение №24866: \(v=E/B=30\) м/с.

Ответ: 30

Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией \(B=6,28\cdot 10^{-4}\) Тл со скоростью \(v=17,6\cdot 10^{5}\) м/с. Угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции \(\alpha =60^{\circ}\). Определить шаг \(h\) винтовой траектории электрона. Ответ дать в см.

Решение №24867: \(h=2\pi mvcos\alpha /(eB)=5\) см.

Ответ: 5

Пучок протонов одинаковых энергией, летящих горизонтально со скоростью \(v=3,2\cdot 10^{6}\) м/с, влетает в однородное магнитное поле, силовые линии которого вертикальны. Какой должна быть индукция этого поля \(B\), чтобы в нем пучок электронов развернулся на \(180^{\circ}\) и вышел из магнитного поля на расстоянии \(l=10\) см от первоначального пучка?

Решение №24868: \(B=2mv/el=0,64\) Тл.

Ответ: 0.64

На фотографии, полученной в камере Вильсона, траектория электрона представляет собой дугу окружности \(R=10\) см. Индукция магнитного поля \(B=10\) мТл. Найти энергию электрона. Масса электрона \(m=9,11\cdot 10^{-31}\) кг, заряд электрона \(e=1,6\cdot 10^{-19}\) Кл. Ответ дать в джоулях и мегаэлктронвольтах.

Решение №24869: \(E=(eBR)^{2}/2m=1,4\cdot 10^{-14}\) Дж\(\approx 0,9\) МэВ.

Ответ: \(1,4\cdot 10^{-14}\); 0,9

Пучок одинаково заряженных ионов после ускорения в электрическом поле попадает в однородное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны скоростям ионов. В магнитном поле пучок ионов расщепляется на два вторичных пучка. В этих пучках ионы движутся по окружностям с радиусами \(R_{1}=14\) см и \(R_{2}=15,4\) см. Найти отношение \(x\) массы тяжелого иона к массе легкого.

Решение №24870: \(x=R_{2}/R_{1}=1,1\).

Ответ: 1.1

Пучок альфа-частиц попадает в однородное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны направлению движения альфа-частиц. В этом поле пучок альфа-частиц расщепляется на очень большое количество вторичных пучков. Крайне из них имеют радиусы кривизны \(R_{1}=5\) см и \(R_{2}=6\) см. Во сколько раз наиболее быстрые альфа-частицы и первоначальном пучке движутся быстрее наиболее медленных?

Решение №24871: \(V_{2}/V_{1}=R_{2}/R_{1}=1,2\).

Ответ: 1.2

Альфа-частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов \(U=104\) В, влетает в скрещенные под прямым углом электрическое поле с напряженностью \(E=10\) кВ/м и магнитное поле с индукцией \(B=0,1\) Тл. Найти отношение заряда альфа-частицы к ее массе, если двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонения от прямолинейной траектории. Ответ дать в МКл/кг.

Решение №24872: \(q/m=E^{2}/(2UB^{2})=48\) МКл/кг.

Ответ: 48

Два иона, имеющие одинаковый заряд, влетели в однородное магнитное поле, пройдя одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Первый ион начал двигаться по окружности радиусом \(R_{1}=5\) см, второй ион — по окружности радиусом \(R_{2}=2,5\) см. Найти отношение \(m_{1}/m_{2}\) массы первого иона к массе второго иона.

Решение №24873: \(m_{1}/m_{2}=(R_{1}/R_{2})^{2}=4\).

Ответ: 4

Невесомый заряженный шарик равномерно вращается по часовой стрелке вокруг одной из силовых линий однородного магнитного поля с индукцией \(B=2\) Тл. С центром вращения шарик связан пружинкой с коэффициентом упругости \(k=0,4\) Н/м. Чему равно растяжение пружины \(x\), если заряд шарика \(q=10^{-4}\) Кл, а его скорость \(v=12\) м/с? Ответ дать в см.

Решение №24874: \(x=qBv/k=6\) см.

Ответ: 6

Электрон влетает в однородное магнитное поле индукцией \(B=10^{-3}\) Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции и под углом \(\alpha = \pi /4\) к границе поля (см. рисунок ниже). Скорость электрона \(v=106\) м/с. В направлении осей \(X\) и \(Y\) магнитное поле безгранично. На каком расстоянии от точки влета электрон вылетит из поля? Отношение заряда к его массе \(e/m=1,76\cdot 10^{11}\) Кл/кг. Ответ дать в миллиметрах.

Решение №24875: \(d=2mvsin(\alpha /2)/(eB)\approx 4\) мм.

Ответ: 4

Протон влетает со скоростью \(v=10^{5}\) см/с в однородное магнитное поле под углом \(\varphi =30^{\circ}\) к направлению силовых линий. Определить радиус винтовой линии, по которой будет двигаться протон, и ее шаг, если индукция поля равна \(B=10^{-3}\) Тл? Ответ дать в метрах.

Решение №24876: \(R=m_{p}vsin\varphi /(eB)\approx 5,215\cdot 10^{-3}\) м, \(h=2\pi m_{p}vcos\varphi /(EB)\approx 5,675\cdot 10^{-2}\) м.

Ответ: \(5,215\cdot 10^{-3}\); \(5,675\cdot 10^{-2}\)

Электрон влетает в однородное магнитное поле (см. рисунок ниже). В точке \(A\) он имеет скорость \(v\), которая составляет с направлением поля угол \(\alpha \). При какой индукции магнитного поля электрон окажется в точке \(C\)? Отношение заряда электрона к его массе \(e/m\), расстояние \(AC=l\).

Решение №24877: \(B=\pi mvcos\alpha /(el)\).

Ответ: NaN

Электрон со скоростью \(v=628\) км/с влетает под углом \(\alpha =60^{\circ}\) к линиям индукции магнитного поля и напряженности электрического поля. Электрические и магнитные поля однородны и параллельны друг другу. Сколько оборотов сделает электрон до начала движения в обратном направлении, если напряженность электрического поля \(E=500\) В/м, а индукция магнитного \(B=0,1\) Тл?

Решение №24878: \(n=vBcos\alpha /(2\pi E)=10\).

Ответ: 10

Электрон движется в однородных и постоянных электрическом и магнитном полях. Вектор напряженности электрического поля \(E\) и вектора магнитной индукции \(B\) направлены противоположно направлению оси \(Z\) (см. рисунок ниже). В начальный момент времени электрон пролетает начало координат, двигаясь под углом \(\alpha < 90^{\circ}\) к оси \(Z\). Чему равна скорость электрона в этот момент, если следующий раз он пересекает ось \(Z\) на расстоянии \(z_{0}\) от начала координат? Заряд электрона принять равным \(e\), а массу электрона равной \(m\).

Решение №24879: \(v_{0}=(1/cos\alpha )\left [ z_{0}\left| e\right|B/(2\pi m)-\pi E/B \right ]\).

Ответ: NaN

Протон, ускоренный электрически полем, попадает в магнитное поле и движется по дуге окружности радиусом \(R=0,3\) м. При этом вектор скорости протона изменяет [плохо видно] направление, поворачиваясь на угол \(\Delta \varphi =45^{\circ}\) за время \([плохо видно]t=10^{-7}\) с. Найти ускоряющую разность потенциалов \(U\). Заряд протона \(e=1,6\cdot 10^{-19}\) Кл, его масса \(m_{p}=1,76\cdot 10^{-27}\) кг.

Решение №24880: \(U=m(R\Delta \varphi )^{2}/(2e\Delta t^{2})=2,9\cdot 10^{4}\) В.

Ответ: \(2,9\cdot 10^{4}\)

Небольшая частица массы \(m\), имеющая заряд \(q\), начинает падать без начальной скорости в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией \(B\). Пренебрегая влиянием воздуха, найти зависимость вектора скорости частицы от времени.

Решение №24881: \(\vec{v}(t)=(\vec{g}+q[\vec{g}\vec{B}]t/(2m))t\).

Ответ: NaN

В пространстве с однородным электрическим и магнитным полями движется протон. Линии магнитной индукции и линии напряженности этих полей одинаковы. В тот момент, когда скорость протона перпендикулярна к линиям электрического и магнитного полей, его ускорение, вызванное действием этих полей, равно \(a=10^{12}\) м/с\(^{2}\). Найти напряженность электрического поля \(E\), если скорость протона \(V=60\) км/с, индукция магнитного электрического поля \(B=0,1\) Тл. Отношение заряда протона к его массе принять равным \(q/m=10^{8}\) Кл/кг. Ответ дать в киловольт на метр.

Решение №24882: \(E=\sqrt{(ma/q)^{2}-(VB)^{2}}=8\) кВ/м.

Ответ: 8

В вакууме создано однородное постоянное магнитное поле с индукцией \(B\). Область пространства, где [плохо видно] магнитное, имеет форму цилиндра радиуса \(R\), ось которого параллельна \(B\). К этой области со скоростью \(v\), направленной вдоль одного из радиусов, подлетает электрон. Найти время движения электрона в магнитном поле.

Решение №24883: \(t=2marctg(eBR/(mv))/(eB)\).

Ответ: NaN

Электрон движется в однородных и постоянных электрическом и магнитном полях, направленных по оси \(OZ\). В начальный момент электрон пересекает начало координат, двигаясь в направлении оси \(OX\). В каких точках электрон вновь пересечет ось \(OZ\)? Напряженность электрического поля \(E\), индукция магнитного поля \(B\), заряд электрона \(e\), масса электрона \(m\).

Решение №24884: \(Z_{n}=2\pi ^{2}Emn^{2}/(eB)^{2}\); \(n=1,2,3,...\).

Ответ: NaN

Заряженная частица влетает в область однородных электрического и магнитного полей перпендикулярно векторам напряженности электрического поля \(E\) и магнитной индукции \(B\), которые параллельны друг другу. Траектория частицы в этом случае представляет собой винтовую линию с переменным шагом. Определите отношение заряда частицы к ее массе, если длина четвертого шага винтовой линии равна \(h\). Силой тяжести пренебречь.

Решение №24885: \(q/m=2\pi ^{2}E/(B^{2}h)\).

Ответ: NaN

Протон, ускоренный разностью потенциалов \(U=272\) В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией \(B=1,7\) мТл, движется по окружности. Определите изменение импульса протона при повороте его на угол \(\varphi =\pi /2\). Через какое время это произойдет? Заряд протона \(e=1,6\cdot 10^{-19}\) Кл, масса \(m=1,7\cdot 10^{-27}\) кг. Ответ дать в микросекундах и килограмм-метр в секунду.

Решение №24886: \(t=\pi m/(2qB)=9,8\) мкс, \(\left| \Delta p\right|=2\sqrt{qmU}=5,4\cdot 10^{-22}\) кг\(\cdot \)м/с.

Ответ: 9,8; \(5,4\cdot 10^{-22}\)

В участок однородного магнитного поля индукции \(B\) и шириной \(l\) влетает \(\alpha \)-частица под углом \(\varphi \), как показано на рисунке ниже. С какой минимальной скоростью должна двигаться частица, чтобы преодолеть этот участок и вылететь за противоположной стороны?

Решение №24887: \(V_{min}=2eBl/(m(1-sin\varphi ))\).

Ответ: NaN

В пространстве с однородным электрическим и магнитным полями движется протон. Линии магнитной индукции и линии напряженности этих полей параллельны. В тот момент, когда скорость протона перпендикулярна к линиям электрического и магнитного полей, его ускорение, вызванное действием этих полей, равно \(a=10^{12}\) м/с\(^{2}\). Найти напряженность электрического поля \(E\), если скорость протона \(V=60\) км/с, индукция магнитного электрического поля \(B=0,1\) Тл. Отношение заряда протона к его массе принять равным \(q/m=10^{8}\) Кл/кг. Ответ дать в киловольт на метр.

Решение №24888: \(E=\sqrt{(am/q)^{2}-(VB)^{2}}=8\) кВ/м.

Ответ: 8