Протон движется в магнитном поле с индукцией В = 20 мТл по дуге окружности радиусом R = 20 см. После вылета из магнитного поля он тормозится электростатическим полем. Определите тормозящую разность потенциалов ∆φ, если конечная скорость протона v = 0.
Протон движется в магнитном поле с индукцией В = 20 мТл по дуге окружности радиусом R = 20 см. После вылета из магнитного поля он тормозится электростатическим полем. Определите тормозящую разность потенциалов ∆φ, если конечная скорость протона v = 0.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Когда протон движется в магнитном поле, на него действует сила Лоренца, направленная в направлении касательной к окружности, по которой движется протон. Эта сила равна по модулю произведению заряда протона на скорость движения в магнитном поле и индукцию магнитного поля: F = qvB.
Для равномерного движения по окружности имеем равенство силы Лоренца и центростремительной силы: mv^2/R = qvB, откуда v = qRB/m.
После выхода из магнитного поля на протон начинает действовать только электрическое поле, тормозящее его. Тормозящая разность потенциалов равна изменению кинетической энергии протона:
∆φ = 0.5mv^2/q.
Подставив выражение для скорости v = qRB/m, получаем:
∆φ = 0.5(qRB)^2/(qm) = 0.5qRB.
∆φ = 0.5 (1.610^-19 Кл) 0.2 Тл 0.2 м = 0.016 Дж = 16 мДж.