Решение задач - ЭЛЕКТРОСТАТИКА - Поурочные разработки по физике к учебнику С. В. Громова - Физика - Поурочные планы к учебникам Г. Я. Мякишева, С. В. Громова и В. Л. Касьянова 10 класс - разработки уроков - авторские уроки - план-конспект урока

Цель: закрепить навыки решения задач по теме «Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном поле».

Ход урока

I. Повторение. Беседа

1. Каков принцип действия циклотрона?

2. Для чего используется магнитное поле в установках для получения высокотемпературной плазмы?

3. Как определить удельный заряд иона?

4. Как определить массу иона?

5. По какой траектории движется частица в однородном магнитном поле?

6. От чего зависит период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле?

II. Решение задач

Задачи на «3»

1. Пылинка массой 10^-8, имеющая заряд 1,6 · 10^-17 Кл, находится в однородном электрическом поле. Определите напряженность поля, если сила тяжести пылинки уравновешивается действием на нее электрического поля. (Ответ: 6,125 · 10⁶ Н/Кл.)

2. С какой скоростью электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции? Сила, действующая на электрон в магнитном поле равна 8 · 10^-11 Н, индукция магнитного поля равна 10 Тл. (Ответ: 5 · 10⁷ м/с.)

3. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капля ртути находится в равновесии. Напряженность электрического поля между пластинами равна 30000 Н/Кл. Определите массу капли, если ее заряд равен 8 · 10^-19 Кл. (Ответ: 2,4 · 10^-15 кг.)

4. На протон, движущийся со скоростью 10⁷ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует сила, равная 0,32 · 10^-12. Какова индукция магнитного поля? (Ответ: 0,2 Тл.)

Задачи на «4»

1. На какой угол отклонится заряженный шарик, подвешенный на нити, если его поместить в горизонтальное однородное электромагнитное поле, напряженность которого равна 10⁵ Н/Кл? Заряд равен 4,9 нКл, масса 0,4 г. (Ответ: 7°.)

2. Электрон движется по окружности радиусом 4 мм перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля. Скорость электрона равна 3,5 · 10⁶ м/с. Рассчитайте индукцию магнитного поля. (Ответ: 5 · 10^-3 Тл.)

3. Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 3,6 · 10⁶ м/с, продолжает свое движение по круговой орбите радиусом 1 см. Определите отношение заряда электрона к его массе, если известно, что индукция магнитного поля равна 2 · 10^-3 Тл. (Ответ: 1,8 · 10¹¹ Кл/кг.)

4. Металлический шарик, подвешенный на пружине, поместили в однородное вертикальное электрическое поле напряженностью 400 Н/Кл. При этом растяжение пружины увеличилось на 10 см. Найдите заряд шарика, если коэффициент упругости пружины равен 20 Н/м. (Ответ: 0,5 · 10^-2 Кл.)

Задачи на «5»

1. Два протона движутся в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции по окружности; радиусы равны соответственно 1 см и 2 см. Определите отношение кинетических энергий протонов. (Ответ: 1:4.)

2. Электрон влетает в плоский конденсатор посередине между его пластинами со скоростью 2 · 10⁷ м/с, направленной параллельно пластинам конденсатора. Расстояние между пластинами равно 5 см, напряженность электрического поля равна 10⁴ Н/Кл. Вылетит ли электрон из конденсатора? (Ответ: Не вылетит.)

3. Протон и α-частичка, двигаясь с одинаковыми скоростями, влетают в плоский конденсатор параллельно его пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения α-частицы? Масса α-частицы 6,7 · 10^-27 кг, q = 3,2 · 10^-19 Кл. (Ответ: В 2 раза.)

4. В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции влетает электрон, кинетическая энергия которого равна 30 еэВ. Индукция магнитного поля равна 10 мТл. Определить радиус кривизны траектории движения электрона в поле. (Ответ: 5,8 см.)

Задачи повышенной сложности

1. Протон влетает со скоростью 10³ м/с в однородное магнитное поле под углом 30° к направлению линий индукции. Определите радиус спиральной линии, по которой будет двигаться протон, и ее магнитное поле, если индукция магнитного поля равна 10^-3 Тл. (Ответ: 578 мм.)

2. Одни заряженные ионы аргона разгоняются в электрическом поле с напряжением 800 В и затем попадают в однородное магнитное поле с индукцией 0,32 Тл, где разделяются на два пучка, движущихся в вакууме по дугам окружностей с радиусами 7,63 см и 8,05 см. Определить массовые числа изотопов аргона. (Ответ: 36, 40.)

Домашнее задание

Повторить п. 50 и п. 55, задачи 235, 249.