Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Магнитное поле => Магнетизм => Электродинамика => Движение заряда => : Антон Огурцевич 18 May 2015, 18:43

: Ион, пройдя ускоряющую разность потенциалов
: Антон Огурцевич 18 May 2015, 18:43
Ион, пройдя ускоряющую разность потенциалов ∆φ = 645 В, влетел в скрещенные под прямым углом однородное магнитное поле с индукцией В = 1,5 мТл и однородное электрическое поле с напряжённостью Е = 200 В/м. Вычислите удельный заряд иона, если он в этих полях движется прямолинейно. Сделать рисунок.
: Re: Ион, пройдя ускоряющую разность потенциалов
: Сергей 18 May 2015, 20:31
 Решение.
Частица которая влетела в область с однородными электростатическим и магнитным полями движется равномерно и прямолинейно, на частицу действует сила Кулона и сила Лоренца, возможны следующие направления силы Кулона и силы Лоренца (см. рис.).
Частица ускорилась в электрическом поле, выразим заряд частицы:
\[ \frac{m\cdot {{\upsilon }^{2}}}{2}-\frac{m\cdot \upsilon _{0}^{2}}{2}=q\cdot \Delta \varphi ,\ q=\frac{m\cdot {{\upsilon }^{2}}}{2\cdot \Delta \varphi }\ \ \ (1). \]
Частица движется равномерно и прямолинейно, отсюда следует что равнодействующая силы Кулона и силы Лоренца равна нулю:
\[ {{F}_{K}}={{F}_{L}}\ \ \ (2),\ {{F}_{K}}=q\cdot E\ \ \ (3),\ {{F}_{L}}=q\cdot B\cdot \upsilon \cdot \sin \alpha \ \ \ (4). \]
В (4) примем α = 90º. Подставим (4) и (3) в (2) и выразим скорость:
\[ \upsilon =\frac{E}{B}\ \ \ (5). \]
Подставим (5) в (1) выразим удельный заряд иона:
\[ \frac{q}{m}=\frac{{{E}^{2}}}{2\cdot \Delta \varphi \cdot {{B}^{2}}}\ \ \ \ (6). \]
q/m = 2,1∙104 Кл/кг.