Bài 22.5: So sánh trọng lượng của hạt electron với độ lớn của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích này khi nó bay với vận tốc 2,5.107 m/s theo phương vuông góc với các đường sức của từ trường đều có cảm ứng từ 2,0.10-4 T. Electron có khối lượng m = 9,1.10-31 kg và điện tích -e = -1,6.10-19 C. Lấy g = 9,8 m/s2.
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electrôn có độ lớn :
f = evB = 1,6.10-19.2,5.107.2,0.10-4 ≈ 8.10-16 N
Trọng lượng của electrôn bằng :
P = mg = 9,1.10-31.9,8 ≈ 8,9.10-30 N
So sánh P với f, ta có :
\({P \over f} = {{{{8,9.10}^{ – 31}}} \over {{{8,0.10}^{ – 16}}}} = {1,1.10^{ – 14}} \Rightarrow P \ll f\)
Advertisements (Quảng cáo)
Bài 22.6: Hạt electron, có vận tốc đầu v0= 0, được gia tốc qua hiệu điện thế 400 V. Tiếp sau đó, electrôn chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) bay vào miền có từ trường đều với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hướng vuông góc với vận tốc \(\overrightarrow v \) của êlectron. Khi đó, quỹ đạo của electrôn trong từ trường đều là đường tròn bán kính 7,0 cm. Electron có điện tích -e = -1,6.10-19 C và khối lượng m = 9,1.10-31 kg. Xác định độ lớn của cảm ứng từ c .
Sau khi được gia tốc qua hiệu điện thế U = 400 V. vận tốc của electrôn tính theo công thức:
\({{m{v^2}} \over 2} = eU \Rightarrow v = \sqrt {{{2eU} \over m}} \)
Electron chuyển đông theo quỹ đao tròn bán kính \(R = {{mv} \over {|q|B}}\) nên ta suy ra :
Advertisements (Quảng cáo)
\(B = {{mv} \over {{\rm{eR}}}} = {1 \over R}.\sqrt {{{2mU} \over e}} \)
Thay số, ta tìm được :
\(B = {1 \over {{{7,0.10}^{ – 2}}}}.\sqrt {{{{{2.9,1.10}^{ – 31}}.400} \over {{{1,6.10}^{ – 19}}}}} \approx {0,96.10^{ – 3}}T\)
Bài 22.7: Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5,0 cm trong từ trường đều có cảm ứng từ 1.10-2 T. Prôtôn có điện tích e = l,6.10-19C và khối lượng m =1,672.10-27 kg. Xác định :
a) Vận tốc của prôtôn chuyển động trong từ trường.
b) Chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn.
a) Áp dụng công thức \(R = {{mv} \over {|q|B}}\) , ta suy ra vận tốc của prôtôn khi bay vàotừ trường :
\(v = {{eBR} \over m} = {{{{1,6.10}^{ – 19}}{{.1,0.10}^{ – 2}}{{.5,0.10}^{ – 2}}} \over {{{1,672.10}^{ – 27}}}} \approx {4,9.10^4}m/s\)
b) Từ đó xác định được chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn :
\(T = {{2\pi R} \over v} = {{2\pi m} \over {eB}} = {{{{2.3,14.1,672.10}^{ – 27}}} \over {{{1,6.10}^{ – 19}}{{.1,0.10}^{ – 2}}}} = {6,56.10^{ – 6}}s\)
