Дано:
Магнитная индукция B = 2 Тл
Скорость электрона v = 10^7 м/с
Масса электрона m = 9,11 × 10^-31 кг
Заряд электрона q = 1,6 × 10^-19 Кл
а) С какой силой магнитное поле действует на электрон?
Найдем силу Лоренца, которая действует на электрон в магнитном поле. Сила вычисляется по формуле:
F = q * v * B * sin(α)
Так как скорость перпендикулярна линиям магнитной индукции, то угол α = 90° и sin(α) = 1.
Подставим данные:
F = 1,6 × 10^-19 Кл * 10^7 м/с * 2 Тл
F = 3,2 × 10^-12 Н
Ответ: сила, действующая на электрон, равна 3,2 × 10^-12 Н.
б) Чему равен модуль ускорения электрона?
Ускорение можно найти из второго закона Ньютона:
a = F / m
Подставим данные:
a = 3,2 × 10^-12 Н / 9,11 × 10^-31 кг
a ≈ 3,51 × 10^18 м/с²
Ответ: модуль ускорения электрона равен 3,51 × 10^18 м/с².
в) Будет ли изменяться модуль скорости электрона при его движении в магнитном поле?
Магнитная сила всегда перпендикулярна скорости, следовательно, она не изменяет модуль скорости, а лишь меняет направление движения электрона. Таким образом, модуль скорости остается постоянным, но траектория электрона будет криволинейной (по кругу или спирали).
Ответ: модуль скорости не изменяется.