Номер 8, страница 148 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
11.9. Заряженные частицы в магнитном и электрическом поле. 11. Электромагнетизм - номер 8, страница 148.
№8 (с. 148)
Решение. №8 (с. 148)

Решение 2. №8 (с. 148)
Дано:
Масса первого иона: $m_1$
Масса второго иона: $m_2$
Заряд первого иона: $q_1$
Заряд второго иона: $q_2$
Ускоряющая разность потенциалов: $U$
Индукция магнитного поля: $B$
Радиус дуги первого иона: $R_1$
Условие равенства зарядов: $q_1 = q_2 = q$
Найти:
Радиус дуги второго иона: $R_2$
Решение:
Когда ион проходит ускоряющую разность потенциалов $U$, электрическое поле совершает над ним работу $A = qU$. По теореме о кинетической энергии, эта работа идет на увеличение кинетической энергии иона. Если начальная скорость иона равна нулю, то его кинетическая энергия после ускорения равна:
$K = \frac{mv^2}{2} = qU$
Отсюда можно выразить скорость иона $v$ после ускорения:
$v = \sqrt{\frac{2qU}{m}}$
Запишем это выражение для каждого из ионов:
Скорость первого иона: $v_1 = \sqrt{\frac{2qU}{m_1}}$
Скорость второго иона: $v_2 = \sqrt{\frac{2qU}{m_2}}$
Когда ион влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции, на него начинает действовать сила Лоренца $F_L = qvB$. Эта сила перпендикулярна скорости и сообщает иону центростремительное ускорение. Согласно второму закону Ньютона:
$F_L = ma_c$
$qvB = \frac{mv^2}{R}$
Из этого уравнения можно выразить радиус траектории иона в магнитном поле:
$R = \frac{mv}{qB}$
Запишем это выражение для каждого из ионов:
Для первого иона: $R_1 = \frac{m_1v_1}{qB}$
Для второго иона: $R_2 = \frac{m_2v_2}{qB}$
Теперь подставим в формулы для радиусов выражения для скоростей:
$R_1 = \frac{m_1}{qB} \sqrt{\frac{2qU}{m_1}} = \frac{1}{qB} \sqrt{\frac{m_1^2 \cdot 2qU}{m_1}} = \frac{1}{B} \sqrt{\frac{2m_1U}{q}}$
$R_2 = \frac{m_2}{qB} \sqrt{\frac{2qU}{m_2}} = \frac{1}{qB} \sqrt{\frac{m_2^2 \cdot 2qU}{m_2}} = \frac{1}{B} \sqrt{\frac{2m_2U}{q}}$
Чтобы найти $R_2$, разделим второе выражение на первое:
$\frac{R_2}{R_1} = \frac{\frac{1}{B} \sqrt{\frac{2m_2U}{q}}}{\frac{1}{B} \sqrt{\frac{2m_1U}{q}}} = \sqrt{\frac{2m_2U/q}{2m_1U/q}} = \sqrt{\frac{m_2}{m_1}}$
Отсюда выразим искомый радиус $R_2$:
$R_2 = R_1 \sqrt{\frac{m_2}{m_1}}$
Ответ: $R_2 = R_1 \sqrt{\frac{m_2}{m_1}}$
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 8 расположенного на странице 148 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №8 (с. 148), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.