upd
This commit is contained in:
@@ -324,11 +324,70 @@
|
||||
|
||||
*Ответ*: $R eq frac(1, mu_0 H) sqrt(frac(2 U, q_m)) approx 5.37 "см", nu eq frac(mu_0 H q_m, 2 pi) approx 35 "МГц"$.
|
||||
|
||||
#align(center)[===== №2]
|
||||
#align(center)[===== №2] // ready
|
||||
|
||||
*Условие*: В однородное магнитное поле с магнитной индукцией $B eq 0.4 "Тл"$ перпендикулярно полю с постоянной скоростью влетает заряженная частица. В течении $6 "мкс"$ включается постоянное электрическое поле напряжённостью $E eq 300 "В/м"$ сонаправленно магнитному полю. Рассчитать шаг винтовой траектории частицы после выключения электрического поля.
|
||||
|
||||
*Решение*:
|
||||
*Решение*: По формуле силы Лоренца:
|
||||
|
||||
$
|
||||
arrow(F) eq q(arrow(E) + arrow(v) times arrow(B))
|
||||
$
|
||||
|
||||
До включения электрического поля:
|
||||
|
||||
$
|
||||
arrow(E) eq 0, space.quad arrow(F) eq q(arrow(v) times arrow(B))
|
||||
$
|
||||
|
||||
Частица движется по окружности
|
||||
|
||||
$
|
||||
F_"маг" = q v B.
|
||||
$
|
||||
|
||||
Сила Лоренца равна центростремительной силе:
|
||||
|
||||
$
|
||||
q v B eq frac(m v^2, R) arrow.double R eq frac(m v, q B)
|
||||
$
|
||||
|
||||
Угловая частота:
|
||||
|
||||
$
|
||||
omega eq v/R eq frac(q B, m)
|
||||
$
|
||||
|
||||
Когда включается электрическое поле вдоль магнитного поля, на частицу вдоль $B$ действует $F eq q E$. Соответственно вдоль оси $B$ ускорение $a eq frac(q E, m)$.
|
||||
|
||||
За время $Delta t$ скорость вдоль оси становится:
|
||||
|
||||
$
|
||||
v eq a Delta t eq frac(q E, m) Delta t
|
||||
$
|
||||
|
||||
После выключения электрического поля частица летит в магнитном поле с постоянной перпендикулярной скоростью и параллельной, то есть по винтовой траектории.
|
||||
|
||||
Расстояние за один оборот:
|
||||
|
||||
$
|
||||
h eq v T,
|
||||
$
|
||||
|
||||
где $T eq frac(2 pi, omega) eq frac(2 pi m, q B)$ - период кругового движения.
|
||||
|
||||
Подставим:
|
||||
|
||||
$
|
||||
h eq v T eq frac(q E, m) Delta t dot frac(2 pi m, q B) eq frac(2 pi E Delta t, B)
|
||||
$
|
||||
|
||||
Подставим числа:
|
||||
|
||||
$
|
||||
h eq frac(2 pi dot 300 "В/м" dot 6 dot 10^(-6) "с", 0.4 "Тл") approx 0.28 "м".
|
||||
$
|
||||
|
||||
|
||||
*Ответ*: $h eq frac(2 pi E, B) t approx 0.028 "м"$.
|
||||
|
||||
@@ -407,6 +466,45 @@
|
||||
|
||||
*Решение*:
|
||||
|
||||
#align(center)[
|
||||
#figure(
|
||||
image("assets/110.png"),
|
||||
supplement: [Рис.],
|
||||
caption: [Квадратная рамка в переменном магнитном поле.]
|
||||
)
|
||||
]
|
||||
|
||||
По формуле магнитного потока через плоскость:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Phi eq B S cos alpha
|
||||
$
|
||||
|
||||
Площадь рамки:
|
||||
|
||||
$
|
||||
S eq a^2
|
||||
$
|
||||
|
||||
Так как $B eq B_0 cos(omega t)$:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Phi eq B_0 a^2 cos beta cos (omega t)
|
||||
$
|
||||
|
||||
По закону Фарадея:
|
||||
|
||||
$
|
||||
cal(E) eq -Phi'(t) eq B_0 a^2 omega cos beta sin omega t
|
||||
$
|
||||
|
||||
Подставив числа из условия, получим:
|
||||
|
||||
$
|
||||
cal(E) eq 0.2 dot 0.7^2 dot 6 dot cos(45 degree) dot sin (6 dot 3) approx -0.31 "B".
|
||||
$
|
||||
|
||||
|
||||
*Ответ*: $epsilon eq frac(1, sqrt(2)) B_0 omega sin (omega t) approx minus 0.31 "В"$.
|
||||
|
||||
#align(center)[===== №6]
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user