Пучок однократно ионизированных изотопов магния 24 Mg и 25 Mg, движущихся с одинаковой скоростью, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Радиусы окружностей, по которым движутся ионы, связаны соотношением:
Варианты ответов:
1)R1 = R2 ;2)R1 = R2 ;
3)R1 = R2 ; 4)R1 = R2 .
Решение.
На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Направление силы Лоренца, если движется положительный заряд, определяется по правилу левой руки. Согласно этому правилу, линии магнитной индукции должны входить в ладонь, четыре вытянутых пальца левой руки должны показывать направление скорости, тогда отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца.
Если частица влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции с постоянной по величине скоростью, то она движется по окружности (см.рис.).Следовательно, сила Лоренца является центростремительной силой. Согласно второму закону Ньютона, получим: mv2/R = qvB. Отсюда найдём радиус траектории: R = mv/(qB). Поскольку q, v, B – постоянные величины, то отношение радиусов окружностей равно отношению их масс: R1 /R2 = m1 /m2 .
Массы частиц в атомных единицах массы (а.е.м) указаны перед обозначениями химических элементов. Следовательно, m1 = 24 а.е.м. и m2,= 25 а.е.м.
После численной подстановки получим R1 = (24/25)· R2 .
Ответ: вариант 4.
Тест 3 – 8
На рисунке указаны траектории заряженных частиц, имеющих одинаковую скорость и влетающих в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости чертежа. При этом для частицы 1 ...
Варианты ответов: 1)q = 0;
2)q < 0;
3)q > 0.
Решение
На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, направление которой, если движется положительный заряд, определяется по правилу левой руки. Согласно этому правилу, вектор магнитной индукции должен входить в ладонь, четыре вытянутых пальца левой руки должны показывать направление скорости, тогда отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца. Следовательно, под действием силы Лоренца положительно заряженные частицы при данном направлении вектора магнитной индукции будут отклоняться вправо, отрицательно заряженные частицы - влево, а частицы, которые не имеют заряда, не будут отклоняться. Частица 1, как показывает рисунок, отклоняется влево. Следовательно, для частицы 1 q < 0.
Ответ: вариант 2.
.