Hạt mang điện khối lượng 1 μg, điện tích q=160μC được bắn vuông góc với đường cảm ứng từ vào một từ trường đều có B=1T thì hạt chuyển động theo một quỹ đạo là một nửa đườn tròn bán kính 20m. Tính vận tốc hạt lúc được bắn vào trong từ trường?
Một hạt có khối luợng m mang điện tích q bay theo phuơng vuông góc với đuờng sức từ của từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là B, vận tốc của hạt là v. Bán kính quỹ đạo chuyển động tròn của hạt là:
A. R = m v q B
B. R = m v q B
C. R = m B q v
D. R = q B m v
Bán kính đường tròn quỹ đạo là:
`R=(mv)/(|q|.B)=(1,67.10^(-27) .2.10^6)/(|1,5 .10^(-19)|. 0,4)=167/3000 ≈ 0,056 (m)`
Vậy `R=0,056m`
Hãy cho biết:
a) Giá trị của B. Biết một electron có khối lượng m = 9 , 1 . 10 - 31 kg, chuyển động với vận tốc ban đầu v o = 10 7 m/s, trong một từ trường đều B sao cho v 0 → vuông góc với các đường sức từ. Qũy đạo của electron là một đường tròn bán kính R = 20 mm.
b) Thời gian để điện tích quay được một vòng bằng một chu kì chuyển động. Biết một điện tích q = 10 - 6 C , khối lượng m = 10 - 4 g, chuyển động với vận tốc đầu đi vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 T sao cho v 0 → vuông góc với các đường sức từ . c) Một proton có khối lượng m = 1 , 67 . 10 - 27 kg chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 7 cm trong một từ trường đều cảm ứng từ B = 0,01T. Xác định vận tốc và chu kì quay của proton.
d) Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 500 V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ. Cảm ứng từ của từ trường là B = 0,2T. Bán kính quỹ đạo của electron
Bán kính quỹ đạo tròn của một điện tích q có khối lượng m chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ B của một từ trường đều được tính bằng công thức
A. R = m v 2 q B
B. R = m v q B
C. R = q B m v
D. R = m v q B
Bán kính quỹ đạo tròn của một điện tích q có khối lượng m chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ B của một từ trường đều được tính bằng công thức:
A. R = m v 2 q B
B. R = m v q B
C. R = q B m v
D. R = m v q B
Đáp án B
Electron chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lorenxơ đóng vai trò lực hướng tâm f = q v B = m v 2 R ⇒ R = m v q B
Bán kính quỹ đạo tròn của một điện tích q có khối lượng m chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ B của một từ trường đều được tính bằng công thức:
A. R = mv 2 q B
B. R = mv q B
C. R = q B mv
D. R = mvqB
Đáp án B
Electron chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lorenxơ đóng vai trò lực hướng tâm.
f = q vB = mv 2 R ⇒ R = mv q B
Hai hạt bay vào trong từ trường đều với cùng vận tốc theo phương vuông góc với các đường cảm ứng từ. Hạt thứ nhất có khối lượng m 1 = 1 , 6 . 10 - 27 điện tích q 1 = - 1 , 6 . 10 - 19 C . Hạt thứ hai có khối lượng m 2 = 6 , 4 . 10 - 27 điện tích q 2 = 3 , 2 . 10 - 19 C . Bán kính quỹ đạo của hạt thứ nhất là R1 = 7,5 cm thì bán kính quỹ đạo R2 của hạt thứ hai là:
A. R2 =12 cm.
B. R2 = 10 cm.
C. R2 =18 cm.
D. R2 = 15 cm.
Prôtôn và êlectron có cùng vận tốc và bay vào trong một từ trường đều theo phương vuông góc với các đường sức từ. Prôtôn có điện tích 1,6. 10 - 19 C và khối lượng 1,672. 10 - 27 kg ; êlectron có điện tích -1,6. 10 - 19 C và khối lượng 9,1. 10 - 31 kg. Hỏi bán kính quỹ đạo tròn của prôtôn lớn hơn bao nhiêu lầi bán kính quỹ đạo tròn của êlectron khi các hạt điện tích này chuyển động trong từ trường đều dưới tác dụng của lục Lo-ren-xơ ?
Áp dụng công thức R = mv/(|q|B) ta suy ra bán kính quỹ đạo tròn của proton và electronchuyeenr động với cùng vận tốc v - trong từ trường đều:
So sánh các bán kính quỹ đạo tròn này ta tìm được:
Bắn một electron với một vận tốc v vào trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,02 T theo phương vuông góc với các đường sức từ thì nó sẽ chuyển động trên quỹ đạo tròn với bán kính r = 0,5cm. Biết độ lớn điện tích và khối lượng của electron lần lượt là: | e | = 1 , 6 . 10 - 19 ( C ) ; m = 9 , 1 . 10 - 31 ( k g ) . Vận tốc của electron gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. l , 75 . 10 7 ( m / s )
B. l , 75 . 10 5 ( m / s )
C. l , 75 . 10 6 ( m / s )
D. l , 75 . 10 3 ( m / s )
Vì hạt chuyển động trên quỹ đạo tròn nên lực Lo-ren-xơ đóng vai trò là lực hướng tâm.
Do đó ta có: B v q = m v 2 r ⇒ v = B q r m ≈ 1 , 75.10 7 m / s
Chọn A