Ион с зарядом $q=3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 )$ Кл и массой $1,5 \cdot 10 в степени ( - 25 )$ кг проходит ускоряющую разность потенциалов U. После он влетает в магнитное поле с индукцией B = 0,3 Тл и движется в нем по окружности с радиусом R = 0,25 м. Найдите ускоряющую разность потенциалов U (υ0, mg пренебрегаем).
💡 Пошаговый разбор и решение:
Заряженная частица разгонялась электрическим полем, следовательно, работа поля равна изменению кинетической энергии иона $A=\Delta E_k$ При этом $A=qU$ $\Delta E_k= \frac{m v ^2}{2}$ откуда $qU= \frac{m v ^2}{2}$ Магнитное поле действует на ион силой Лоренца $F_L=Bq v \sin альфа$ причем угол равен 90°, так как частица движется по окружности. По второму закону Ньютона $F_L=ma$ а центростремительное ускорение $a= \frac{v ^2}{R}$ Тогда получаем, что скорость заряженной частицы равна $v = \frac{RBq}{m}$
Тогда ускоряющая разность потенциалов:
$U= $\frac{R ^2}{B ^2}$ q2m= $\frac{0,25 ^2 \cdot 0,09 \cdot 3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 )}{2 \cdot 1,5 \cdot 10 в степени ( - 25 )}$ =6000$ В.
Ответ: 6000 В.
Тогда ускоряющая разность потенциалов:
$U= $\frac{R ^2}{B ^2}$ q2m= $\frac{0,25 ^2 \cdot 0,09 \cdot 3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 )}{2 \cdot 1,5 \cdot 10 в степени ( - 25 )}$ =6000$ В.
Ответ: 6000 В.
Правильный ответ:
6000 В
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 109380 • Задание №33
Один моль одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, изображенный на рисунке 1. Как изменятся...
ID 167315 • Задание №11
В ядре нейтрального атома с массовым числом А = 58 содержится 32 нейтрона. Сколько электронов содержится в эле...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценки выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — II закон Ньютона, формулы для силы Лоренца и центростремительного ускорения);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному ответу, и представлен ответ.
| 3
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Критерии оценки выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — II закон Ньютона, формулы для силы Лоренца и центростремительного ускорения);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному ответу, и представлен ответ.
| 3
Представленное решение содержит п. 1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков.
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка.
ИЛИ
Необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены.
ИЛИ
Не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде.
ИЛИ
Решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...