Лабораторная работа 1.4. Движение заряда в магнитном поле
На заряженную частицу с зарядом q, движущуюся со скоростью в магнитном поле с индукцией действует сила Лоренца:
FЛ = qυB sin α,
где α – угол между векторами и Сила Лоренца работы не совершает, так как всегда направлена перпендикулярно скорости заряженной частицы. Если вектор скорости частицы в однородном магнитном поле направлен перпендикулярно вектору магнитной индукции то частица будет равномерно двигаться по окружности радиуса
R = mυ / qB.
Если скорость частицы имеет составляющую, параллельную вектору то частица будет двигаться по спирали.
Компьютерная модель иллюстрирует движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Можно изменять значения составляющих скорости частицы и индукцию магнитного поля. Программа позволяет вычислить радиус траектории и время одного цикла.
Обратите внимание, что сила Лоренца, действующая на движущуюся заряженную частицу, всегда перпендикулярна ее скорости.
Вопрос №1
Если величину заряда увеличить в 3 раза, а его скорость уменьшить в 3 раза, то сила, действующая на заряд в магнитном поле:
Вопрос №2
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 2 мТл со скоростью υ = 8·107 м/с перпендикулярно к линиям индукции магнитного поля. Какую работу совершает поле над электроном за один полный оборот по окружности?
Вопрос №3
Неподвижный электрон поместили в магнитное поле, вектор магнитной индукции которого направлен вертикально вверх и равен B = 2 мТл.Как начнет двигаться электрон?
Вопрос №4
Протон влетает в однородное магнитное поле под углом 60° к вектору индукции магнитного поля. Траектория протона:
Вопрос №5
Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно к вектору индукции магнитного поля. Как изменится радиус орбиты электрона, если скорость увеличится в 2 раза, а индукция магнитного поля увеличится в 4 раза?
Вопрос №6
В магнитное поле с индукцией B влетают с одинаковыми скоростями два электрона. Первый электрон движется параллельно вектору магнитной индукции, второй электрон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции. Сила, действующая на электроны со стороны магнитного поля:
Задача №1
Электрон влетает в магнитное поле со скоростью υ = 7·107 м/с перпендикулярно к линиям индукции магнитного поля. Радиус орбиты электрона R = 0,2 м. Определить, чему равна индукция магнитного поля. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
B = мТл
Задача №2
Электрон влетает в магнитное поле со скоростью υ = 7·107 м/с перпендикулярно силовым линиям индукции магнитного поля с индукцией B = 1 мТл. Определить, чему равен радиус орбиты электрона. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
R = см
Задача №3
В магнитном поле с индукцией B = 1 мТл движется электрон со скоростью υ = 8·107 м/с перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Определить радиус окружности орбиты электрона и время, за которое электрон делает один оборот. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
R = cм t = нс
Задача №4
В однородном магнитном поле с индукцией B = 1 мТл движется электрон. Скорость электрона имеет составляющую υx = 8·107 м/с перпендикулярно линиям индукции магнитного поля B и составляющую υz = 5·105 м/с параллельно линиям индукции. Определить радиус окружности орбиты электрона в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Изменится ли радиус окружности орбиты электрона в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, при увеличении составляющей υz скорости электрона? Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
R = м
Вопросы для лабораторных работ Задачи для лабораторных работ
в магнитном поле с индукцией 
действует сила Лоренца:
и 
Сила Лоренца работы не совершает, так как всегда направлена перпендикулярно скорости заряженной частицы. Если вектор скорости 
частицы в однородном магнитном поле 
направлен перпендикулярно вектору магнитной индукции 
то частица будет равномерно двигаться по окружности радиуса
то частица будет двигаться по спирали.
