Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Fizyka

Lista zadań nr 9

1.

Wyznacz częstość

ν

obiegu elektronu po orbicie kołowej w jednorodnym polu magnetycznym o

indukcji B = 0.2 T.

Rys.1. Ilustracja do zadania 1 Na rysunku przedstawiono kierunki wektora prędkości i wektora siły dla

wybranego położenia elektronu

2.

Naładowana cząstka o energii kinetycznej E

k

= 1 eV zakreśla w jednorodnym polu magnetycznym

okrąg o promieniu R = 1 mm. Jaka siła F działa ze strony pola magnetycznego na cząstkę?

3.

Proton o energii kinetycznej E

k

= 1 MeV wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego o

indukcji B = 1 T prostopadle do linii pola. Magnetycznego. Jaka powinna być minimalna długość
L obszaru w kierunku początkowego ruchu protonu, aby możliwa była zmiana jego kierunku ruchu
na przeciwny?

4.

Dwie cząstki: proton i cząstka

α

poruszają się po okręgach w tym samym jednorodnym polu

magnetycznym. Oblicz stosunek R

1

/R

2

promieni tych okręgów, jeżeli: a) pędy cząstek są takie

same, b) energie kinetyczne cząstek są takie same. Założyć, że prędkości cząstek v

<<

c, gdzie c

jest prędkością światła w próżni.

5.

Spirala, po której porusza się proton w jednorodnym polu magnetycznym ma promień

cm

r

4

=

i

skok

cm

h

20

=

. Obliczyć prędkość protonu v. Indukcja pola magnetycznego B = 5

⋅

10

-3

T.

Rys.2. Ilustracja do zadania 5

B

r

r

⊥

v

r

v

r

//

v

s

h

β

x

y

z

B

r

B

r

v

r

v

r

F

r

F

r

R

6.

Proton wlatuje z prędkością v

o

= 10

7

m/s do poziomego kondensatora płaskiego równolegle do

jego płytek. Długość kondensatora l = 5 cm, natężenie pola elektrycznego E = 10

4

V/m. Wylatując

z kondensatora, proton wpada do jednorodnego pola magnetycznego, którego linie są
prostopadłe do linii sił pola elektrycznego. Indukcja pola magnetycznego wynosi B = 10

-2

T.

Obliczyć: a) promień r śrubowego toru protonu w polu magnetycznym, b) skok h śrubowego toru
protonu.

Rys.3. Ilustracja do zadania 6

7.

W jednorodnym polu magnetycznym wytworzonym przez magnes trwały, którego linie są
skierowane pionowo w dół, zawieszono poziomo na dwóch nieważkich lecz przewodzących niciach
o długości h prosty drut miedziany o długości l (nici, które znajdują się poza polem
magnetycznym, przymocowano do jego końców). Podczas przepływu przez drut prądu
elektrycznego o natężeniu I wychyla się on w ten sposób, że nici na których jest zawieszony tworzą
z pionem kąt

α

. Wyznacz wartość wektora indukcji magnetycznej B. Pole przekroju poprzecznego

drutu wynosi S a gęstość miedzi

ρ

.

.

Rys.4. Ilustracja do zadania 7.Na rysunku widoczne są fragmenty dwóch magnesów zwróconych do siebie

różnoimiennymi biegunami w ten sposób, że pomiędzy nimi istnieje jednorodne pole magnetyczne.

S

α

l

h

g

m

Q

r

r

=

B

r

bateria

( )

B

l

I

F

r

r

r

×

=

N

I

I

+

V

−

V

E

r

v

r

B

r

r

h

o

v

r