Номер 1, страница 23 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. В магнитном поле с индукцией $B = 4 \text{ Тл}$ движется электрон со скоростью $10^7 \text{ м/с}$, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль $F$ силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля? Заряд электрона $q_e = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$.

1) $0,4 \cdot 10^{-12} \text{ Н}$

2) $6,4 \cdot 10^{-12} \text{ Н}$

3) $0,4 \cdot 10^{-26} \text{ Н}$

4) $6,4 \cdot 10^{-26} \text{ Н}$

1. Дано:

Индукция магнитного поля $B = 4$ Тл
Скорость электрона $v = 10^7$ м/с
Заряд электрона (по модулю) $|q_e| = 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл
Скорость электрона направлена перпендикулярно линиям индукции, следовательно, угол между векторами скорости и индукции $\alpha = 90^\circ$.
Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Модуль силы, действующей на электрон, $F$.

Решение:

На заряженную частицу, которая движется в магнитном поле, действует сила Лоренца. Модуль этой силы определяется по формуле:$F = |q| v B \sin(\alpha)$,где $|q|$ — модуль заряда частицы, $v$ — ее скорость, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, а $\alpha$ — угол между векторами скорости и магнитной индукции.

Согласно условию задачи, электрон движется перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, поэтому угол $\alpha = 90^\circ$. Синус угла $90^\circ$ равен 1: $\sin(90^\circ) = 1$.

Следовательно, формула для расчета модуля силы Лоренца в данном случае упрощается до:$F = |q_e| v B$

Подставим числовые значения из условия задачи в эту формулу:$F = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 10^7 \text{ м/с} \cdot 4 \text{ Тл}$

Выполним вычисления:$F = (1,6 \cdot 4) \cdot (10^{-19} \cdot 10^7) \text{ Н}$$F = 6,4 \cdot 10^{-19+7} \text{ Н}$$F = 6,4 \cdot 10^{-12} \text{ Н}$

Полученное значение соответствует варианту ответа 2) из предложенного списка.

Ответ: $6,4 \cdot 10^{-12}$ Н.