Question

Заряженная частица с зарядом, равным по модулю элементарному электрическому заряду, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл со скоростью, равной по модулю 2 · 107 м/с и направленной перпендикулярно магнитным линиям (см. рисунок).
а) Определите знак заряда частицы.
б) Чему равна действующая на частицу сила Лоренца?
в) Какая это частица, если она движется в магнитном поле по окружности радиусом 26 см?

Answer 1

Дано:
Заряд частицы: q = ±e (здесь e - элементарный заряд)
Индукция магнитного поля: B = 0.8 Тл
Скорость частицы: v = 2 * 10^7 м/с
Радиус окружности: r = 0.26 м

а) Определяем знак заряда частицы:
Поскольку частица движется в магнитном поле по часовой стрелке (если смотреть сверху), то заряд должен быть отрицательным, чтобы сила Лоренца направлена к центру окружности.

б) Действующая на частицу сила Лоренца определяется формулой:
|F| = |q| * |v| * |B|
|F| = e * 2 * 10^7 * 0.8
|F| = 1.6 * 10^-19 * 2 * 10^7 * 0.8
|F| = 2.56 * 10^-12 Н

в) Частица, движущаяся в магнитном поле по окружности радиусом 26 см, является электроном. Это можно определить по направлению силы Лоренца - так как сила направлена к центру окружности, то заряд должен быть отрицательным, что соответствует электрону.

Ответ:
а) Знак заряда частицы отрицательный.
б) Действующая на частицу сила Лоренца равна 2.56 * 10^-12 Н.
в) Частица, движущаяся по окружности в магнитном поле, является электроном.