§ 4. Проводники и заряженные частицы в магнитном поле (продолжение)

5. По двум металлическим рельсам, расположенным в горизонтальной плоскости на расстоянии 20 см друг от друга, может скользить без трения металлическая перемычка АС массой 400 г (рис. 4.5). Вектор магнитной индукции направлен вертикально, модуль магнитной индукции 2 Тл. Чему равна сила тока в перемычке, если она, пройдя путь 2 м, приобрела скорость 2 м/с? Начальная скорость перемычки равна нулю.

Рис. 4.5

6. Шарик, подвешенный на нити длиной l и имеющий заряд, равный по модулю q, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки (если смотреть сверху). Угол отклонения нити от вертикали α, модуль скорости шарика υ, масса шарика m (рис. 4.6). Система находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен вертикально вниз. Чему равен модуль магнитной индукции, если:

а) q > 0?

б) q < 0?

Рис. 4.6

7. Подвешенный на лёгкой нити грузик массой 4 г и зарядом 8 мКл равномерно движется по окружности в горизонтальной плоскости в вертикальном магнитном поле с индукцией 2 Тл (см. рис. 4.6). Чему равна разность угловых скоростей для случаев, когда грузик движется по окружности одного и того же радиуса, но в противоположных направлениях?

8. Заряженный шарик, подвешенный на нити длиной 2 м, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальный угол отклонения нити от положения равновесия 60°. Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости, в которой движется шарик, магнитная индукция равна 2 Тл. Чему равен модуль заряда шарика, если разность сил натяжения нити при прохождении шариком нижней точки, когда он движется в одну и в другую сторону, составляет 0,2 мН?

9. Электрон влетает в однородное магнитное поле со скоростью 5 • 10⁶ м/с. На электрон действует сила Лоренца, равная 4,16 • 10^-15 Н. Индукция магнитного поля 6 мТл.

а) Какую форму будет иметь траектория электрона?

б) Чему равен угол между вектором магнитной индукции поля и скоростью электрона?

в) Чему равны радиус r и шаг h винтовой линии?

г) Какой путь пройдёт электрон за 0,5 мкс?

10. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 5 мТл по винтовой линии радиусом 1 см и шагом 7,8 см.

а) Под каким углом к вектору магнитной индукции направлена скорость электрона?

б) С какой скоростью движется электрон?

в) Чему равен период обращения электрона?

11. Могут ли уравновешивать друг друга силы, действующие на движущуюся заряженную частицу со стороны однородных электрического и магнитного полей, если напряжённость электрического поля не перпендикулярна вектору магнитной индукции? Сделайте пояснительный чертёж.

12. Заряженная частица массой m с зарядом q движется в однородных электрическом и магнитном полях, причём напряжённость электрического поля перпендикулярна вектору магнитной индукции . Скорость частицы перпендикулярна , а угол между и равен α.

а) Чему равна скорость частицы, если она движется прямолинейно?

б) Может ли частица двигаться прямолинейно и равноускоренно?

в) Чему равен радиус винтовой линии, по которой будет двигаться частица, если выключить электрическое поле?

г) Чему равен шаг винтовой линии, по которой будет двигаться частица, если выключить электрическое поле?

<<< К началу Окончание >>>