Розв'язання вправ та завдань до підручника «Фізика» Є.В. Коршак 11 клас - 2011 рік

1. Дано:

v = 10³ м/с

q = 2е

е - 1,6 · 10 ^-6 Кл

В = 0,2 Тл

Розв’язання:

Значення сили Лоренца визначається за формулою F_л= qvB.

Оскільки q = 2е, то F_л = 2еvB.

Перевіримо одиниці фізичних величин:

Підставимо числові значення:

F_л л = 2· 1,6 · · 10 ^-19 · 10³· 0,2 = 64 · 10 ^-18 (Н).

Відповідь: на частинку діє сила 64 аН.

F_л -?

2. Дано:

q = 1,6 · 10 ^-19 Кл

F_л = 2 · 10 ¹² Η

В = 0,4 Тл

Розв’язання:

Значення сили Лоренца визначається за формулою: F_л= qvB.

Звідси

Перевіримо одиниці фізичних величин:

Підставимо числові значення:

Відповідь: протон влітає зі швидкістю

v- ?

3. Дано:

q= 1 мкКл =·10 ^-6 Кл

m = 1 мг = 10^-6 кг

В = 1 Тл

Розв’язання:

Період обертання порошинки по колу можна визначити з формули модуля лінійної швидкості

Звідси

Радіус кола, по якому рухається порошинка, визначається за формулою:

Тоді

Перевіримо одиниці фізичних величин:

Підставимо числові значення:

Відповідь: період обертання порошинки 6,28 с.

T — ?

4. Дано:

m = — 0,5 г =

= 5 · 10 ^-4 кг

q = 2мкКл =

= 2 · 10 ^-6 Кл

α= 90°

Розв’язання:

На кульку, що рухається в однорідному магнітному полі, діють дві сили: сила тяжіння та сила Лоренца. Оскільки кулька весь час знаходиться на сталій відстані від поверхні Землі, то ці сили повинні скомпенсовувати одна одну.

Згідно з II законом Ньютона:

Виберемо систему координат і спроектуємо на неї всі сили:

F_л - F_тяж = 0. Звідси F_л = F_тяж. Значення сили Лоренца визначається за формулою F_л= qvB, а сили тяжіння:F _тяж. = mg. Звідси qvВ = mg;

Перевіримо одинйці фізичних величин:

Підставимо числові значення:

Відповідь: модуль магнітної індукції 250 Тл.

B — ?

5. Дано:

Розв’язання:

Нехай напруженість електричного поля напрямлена вздовж осі Ох, а магнітна індукція — вздовж осі Оу.

Частинка рухається вздовж осі Оz. На частинку будуть діяти дві сили: Кулона та Ловенца. Оскільки частинка рухається рівномірно і прямолінійно, то за Іі законом Ньютона

Спроектуємо ці сили на вісь Ох. Якщо частинка має позитивний заряд, то за правилом лівої руки сила Лоренца спрямована проти осі Оу, а сила Кулона — вздовж осі Ох.Тоді F_K - F_л = 0,

F_K= F_л . Значення сили Кулона визначається за формулою

F_к = qE. А значення сили Лоренца за формулою: F_л = qvВ

Звідси qE = qvВ, E = vВ. Тоді

Підставимо числові значення:

Відповідь: відношення В до Е дорівнює 0,04.

6. Дано:

В = 2 мТл =

= 2 · 10 ^-3 Тл

е =1,6 · 10 ^-19 кл

R — 2 см = 2 · 10^-2 м h = 5 см = 5 · 10 ^-2 м m= 9,1 · 10^-31 κγ

Розв’язання:

Оскільки електрон рухається по гвинтовій лінії, то вектор швидкості спрямований під певним кутом α до

Вектор швидкості можна розкласти на дві складові:

1) перпендикулярна з якою частинка описує коло радіусом R·,

2) паралельна з якою частинка рухається вперед.

Радіус кола визначається за формулою Звідси

Поступально електрон рухається зі швидкістю

Оскільки період обертання по колу

то

Модуль швидкості дорівнює

Перевіримо одиниці фізичних величин:

Підставимо числові значення:

Відповідь: електрон рухається зі швидкістю

ν — ?