31 (508)

Elektromagnetyzm

dem. Na przewodnik, przez który płynie prąd o natężeniu / działa siła elektrodynamiczna F.

Elektromagnetyzm

a.    b.    c.    d.

Rys. 80

3@Jo Ramkę z aluminiowego drutu umieszczono między biegunami magnesu podkowiastego wytwarzającego jednorodne pole magnetyczne o indukcji B = 0,01 T. Podczas przepływu prądu o natężeniu 6 A ramka odchyliła się w prawo od pionu (rys. 81).

a.    Oznacz na rysunku bieguny magnesu oraz kierunek płynącego prądu. Rozważ dwa możliwe przypadki.

b.    Narysuj siły działające na    gy_S

przewodnik w chwili odchylenia od położenia równowagi.

c.    Oblicz wartość siły elektrodynamicznej, jeżeli w polu magnetycznym znajduje się odcinek przewodnika o długości 2 cm.

d.    Czy wartość siły elektrodynamicznej uległaby zmianie, gdybyśmy zwiększyli dwa razy napięcie przyłożone do przewodnika? Uzasadnij odpowiedź.

e.    Czy wartość siły elektrodynamicznej zmieni się, jeżeli do eksperymentu użyjemy dwóch identycznych magnesów ułożonych jeden obok drugiego?

KiMi o Oblicz wartość siły działającej na proton poruszający się z szybkością 10⁵m/s prostopadle do jednorodnego pola magnetycznego o wartości indukcji magnetycznej B = 0,5 T. Brakujące dane odczytaj z tablic.

B@5, Z jaką szybkością porusza się elektron w jednorodnym polu magnetycznym o wartości indukcji magnetycznej B = 0,4T pod działaniem siły

o wartości F = 0,64-10 ¹³ N. Prędkość elektronu jest prostopadła do linii pola magnetycznego. Brakujące dane odczytaj z tablic.

Oblicz promień okręgu, jaki zakreśli proton w jednorodnym polu magnetycznym prostopadłym do jego prędkości. Wartość indukcji magnetycznej B = 0,2 T. Szybkość protonu v = 4-10⁵ m/s. Brakujące dane odczytaj z tablic.

a Elektron w jednorodnym polu magnetycznym zakreśla okrąg w czasie T = 2 ns. Oblicz wartość indukcji pola magnetycznego. Masę i ładunek elektronu odszukaj w tablicach stałych fizycznych.

3©So Oblicz, z jaką częstotliwością cząstka a (m_a = 4 m_p,q_a =2 q_p) porusza się po okręgu w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 0,314 T. Brakujące dane odczytaj z tablic.

W rozwiązaniach kolejnych trzech zadań przyjmij, że 1 eV = 1,6 • 10~¹⁹ J (1 eV jest to energia, jaką uzyska cząstka o ładunku elementarnym po przyspieszeniu jej między elektrodami, do których przyłożono napięcie 1 V.

Cząstką alfa wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego o wartości indukcji 0,2 T i zatacza okrąg o promieniu r = 10 cm. Korzystając z danych z poprzedniego zadania, oblicz:

a.    szybkość, z jaką porusza się cząstka w jednorodnym polu magnetycznym,

b.    okres,

c.    ile okrążeń wykona cząstka w czasie t = 15 min i 14 s,

d.    energię kinetyczną cząstki a. Wynik podaj w eV i J.

31i(§h Energia kinetyczna protonu poruszającego się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 10~³ T prostopadłym do prędkości protonu wynosi E_k = 12 keV. Oblicz:

a.    wartość energii kinetycznej w J,

b.    szybkość, z jaką porusza się proton w polu magnetycznym,

c.    promień okręgu, po którym porusza się proton,

d.    częstotliwość, zjaką proton zatacza okrąg w polu magnetycznym. Masę i ładunek protonu odczytaj z tablic stałych fizycznych.