Номер 3, страница 23 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Нейтрон и электрон влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции на расстоянии $L$ друг от друга с одинаковыми скоростями $v$. Отношение модулей сил, действующих на них со стороны магнитного поля в этот момент времени,

1) равно 0

2) равно 1

3) много больше 1

4) много меньше 1, но не равно 0

Дано:

Частицы: нейтрон (n) и электрон (e)
Скорость частиц: $v_n = v_e = v$
Магнитная индукция поля: $B$
Угол влета в поле: $\alpha = 90^\circ$
Заряд электрона: $q_e = -e$
Заряд нейтрона: $q_n = 0$

Найти:

Отношение модулей сил, действующих на частицы со стороны магнитного поля: $\frac{F_n}{F_e}$

Решение:

Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, — это сила Лоренца. Модуль этой силы вычисляется по формуле:

$F = |q| v B \sin\alpha$

где $q$ — заряд частицы, $v$ — ее скорость, $B$ — модуль вектора магнитной индукции, а $\alpha$ — угол между векторами скорости и магнитной индукции.

По условию задачи, обе частицы влетают в магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, следовательно, для обеих частиц $\alpha = 90^\circ$, и $\sin(90^\circ) = 1$.

1. Найдем модуль силы, действующей на электрон ($F_e$):

Заряд электрона равен по модулю элементарному заряду $|q_e| = e$.

$F_e = |q_e| v B \sin(90^\circ) = e v B \cdot 1 = e v B$

2. Найдем модуль силы, действующей на нейтрон ($F_n$):

Нейтрон — это электрически нейтральная частица, его заряд $q_n = 0$.

$F_n = |q_n| v B \sin(90^\circ) = 0 \cdot v B \cdot 1 = 0$

Это означает, что магнитное поле не оказывает силового воздействия на нейтрон, так как он не имеет электрического заряда.

3. Найдем отношение модулей сил:

$\frac{F_n}{F_e} = \frac{0}{e v B} = 0$

Следовательно, отношение модулей сил, действующих на нейтрон и электрон, равно нулю.

Ответ: 1) равно 0