ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 10 клас · урок 2 от 4

Движение в магнитно поле (качествено)

Магнитното поле действа на движеща се заредена частица със силата на Лоренц, която винаги е перпендикулярна на скоростта. Затова полето променя само посоката на движение, а не големината на скоростта и кинетичната енергия. Частица, влетяла перпендикулярно на еднородно поле, се движи по окръжност, а влетяла под друг ъгъл, по винтова линия. Ако се движи успоредно на линиите, полето не ѝ действа и тя продължава праволинейно.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Силата на Лоренц е центростремителна сила: q·v·B = mv2/r.
  • Радиус на окръжността: r = mv/(qB); по-бърза частица описва по-голяма окръжност.
  • Периодът T = 2πm/(qB) не зависи от скоростта.
  • Магнитното поле не променя кинетичната енергия на частицата.
  • Успоредно на линиите: праволинейно движение; под ъгъл: винтова линия.

Пример

Ако скоростта на частицата се удвои, радиусът на окръжността r = mv/(qB) също се удвоява, а периодът на обикаляне остава същият.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. По каква траектория се движи заредена частица, влетяла перпендикулярно на еднородно магнитно поле?
    • По права
    • По окръжност
    • По парабола
    • По хипербола

    Отговор: По окръжност

    Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта и играе ролята на центростремителна сила.

  2. Какво става с кинетичната енергия на заредена частица, която се движи само в магнитно поле?
    • Непрекъснато расте
    • Непрекъснато намалява
    • Периодично се нулира
    • Не се изменя

    Отговор: Не се изменя

    Магнитната сила е перпендикулярна на скоростта и сменя само посоката ѝ.

  3. Частица влита под остър ъгъл (не 90°) спрямо линиите на еднородно магнитно поле. Каква е траекторията ѝ?
    • Винтова линия (спирала)
    • Окръжност
    • Права линия
    • Парабола

    Отговор: Винтова линия

    Скоростта по линиите се запазва, а перпендикулярната ѝ съставка води до въртене.

  4. Как се изменя радиусът на окръжността, по която се движи частица в магнитно поле, ако скоростта ѝ се удвои?
    • Удвоява се
    • Намалява 2 пъти
    • Увеличава се 4 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: Удвоява се

    От qvB = mv2/r следва r = mv/(qB).

  5. Протон и електрон влитат с еднакви скорости перпендикулярно на едно и също поле. Кое е вярно?
    • Двете частици описват еднакви окръжности
    • Електронът описва по-голяма окръжност в същата посока
    • Протонът не се отклонява
    • Протонът описва много по-голяма окръжност в обратна посока

    Отговор: Протонът: по-голям радиус, обратна посока

    r = mv/(qB); масата на протона е около 1836 пъти по-голяма, а зарядът е с обратен знак.

  6. Как се движи заредена частица, влетяла успоредно на линиите на еднородно магнитно поле?
    • По окръжност
    • По спирала
    • Праволинейно и равномерно
    • Спира

    Отговор: Праволинейно и равномерно

    При v успоредна на B силата на Лоренц е нула и скоростта не се изменя.

  7. Коя сила играе ролята на центростремителна при кръговото движение на заредена частица в магнитно поле?
    • Силата на тежестта
    • Силата на Лоренц
    • Силата на Кулон
    • Силата на триене

    Отговор: Силата на Лоренц

    Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта и изкривява траекторията в окръжност.

  8. По коя формула се пресмята радиусът на окръжността, по която се движи заредена частица в магнитно поле?
    • r = mv/(qB)
    • r = qB/(mv)
    • r = mvqB
    • r = qv/(mB)

    Отговор: r = mv/(qB)

    От qvB = mv2/r следва r = mv/(qB).

  9. Как зависи периодът на обикаляне на заредена частица в магнитно поле от скоростта ѝ?
    • Расте със скоростта
    • Намалява със скоростта
    • Не зависи от скоростта
    • Пропорционален е на v2

    Отговор: Не зависи от скоростта

    T = 2πr/v = 2πm/(qB): по-бързата частица описва по-голяма окръжност за същото време.

  10. Протон (m = 1,67·10−27 kg) се движи със скорост 106 m/s перпендикулярно на поле 0,1 T. Колко е радиусът на траекторията?
    • ≈ 1 mm
    • ≈ 1 cm
    • ≈ 1 m
    • ≈ 10 cm

    Отговор: ≈ 10 cm

    r = mv/(qB) = 1,67·10−21 / (1,6·10−19 · 0,1) ≈ 0,1 m.

  11. Какво изменя магнитното поле в движението на заредена частица?
    • Само големината на скоростта
    • Само посоката на скоростта
    • Масата на частицата
    • Заряда на частицата

    Отговор: Само посоката на скоростта

    Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта и само я завърта.

  12. Неутрон влита в еднородно магнитно поле. Как се движи?
    • По окръжност
    • По спирала
    • Праволинейно
    • Спира

    Отговор: Праволинейно

    Неутронът няма заряд, затова силата на Лоренц е нула.

  13. Как се изменя радиусът на окръжността, по която се движи частица, ако индукцията на полето се удвои?
    • Удвоява се
    • Не се изменя
    • Намалява 4 пъти
    • Намалява 2 пъти

    Отговор: Намалява 2 пъти

    r = mv/(qB), радиусът е обратно пропорционален на B.

  14. Какво може да се определи по посоката на завиване на следата на частица в камера в магнитно поле?
    • Знакът на заряда
    • Цветът на частицата
    • Температурата ѝ
    • Нищо

    Отговор: Знакът на заряда

    Положителни и отрицателни частици завиват в противоположни посоки.

  15. Частица влита със скорост v под ъгъл 60° спрямо линиите на еднородно поле. Каква е компонентата на скоростта по линиите?
    • v√3/2
    • v/2
    • v
    • 0

    Отговор: v/2

    Компонентата по линиите е v·cos 60° = v/2; тя не се изменя и затова траекторията е винтова линия.