Дано:
Индукция магнитного поля B = 2 мТл
Радиус окружности r = 5 мм = 0.005 м
а) Действующая на электрон сила Лоренца всегда перпендикулярна к векторам скорости и магнитной индукции, поэтому она будет направлена к центру окружности.
б) По формуле силы Лоренца F = qvB, где q - заряд электрона, v - скорость электрона, B - индукция магнитного поля. Сила центростремительная, поэтому F = mv^2/r, где m - масса электрона, r - радиус окружности. Так как сила Лоренца равна центростремительной силе, можно записать уравнение: qvB = mv^2/r.
Отсюда v = qBr/m = (1.6*10^-19 Кл * 2*10^-3 Тл) / (9.1*10^-31 кг) ≈ 3.52*10^6 м/с.
в) Время, за которое вектор скорости электрона поворачивается на 180°, равно половине периода обращения. Период обращения T = 2πm/qB. Значит, минимальное время для поворота на 180° равно T/2 = πm/qB = π(9.1*10^-31 кг) / (1.6*10^-19 Кл * 2*10^-3 Тл) ≈ 1.43*10^-7 с.
Ответ:
а) Действующая на электрон сила Лоренца направлена к центру окружности.
б) Скорость электрона равна примерно 3.52*10^6 м/с.
в) Вектор скорости электрона поворачивается на 180° за примерно 1.43*10^-7 с.