Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, двигается параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии r = 1 см от него. Определите силу, действующую на электрон, если через проводник пропускать ток I = 10 А.
Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, двигается параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии r = 1 см от него. Определите силу, действующую на электрон, если через проводник пропускать ток I = 10 А.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Отвечай на вопросы, зарабатывай баллы и трать их на призы.
Подробнее
Подробнее
Сила Лоренца, действующая на заряд q, движущийся со скоростью v в магнитном поле с индукцией B, равна F = qvBsin(α), где угол α - угол между направлением движения заряда и направлением магнитного поля.
В данном случае магнитное поле создается проводником, по которому протекает ток. Считаем проводник бесконечно длинным, поэтому поле будет равномерным и направлено перпендикулярно движению электрона. Угол между направлением движения электрона и направлением поля будет 90 градусов.
Таким образом, сила, действующая на электрон, будет равна F = e v B, где e - заряд электрона, v - скорость электрона, B - индукция магнитного поля.
Сначала найдем индукцию магнитного поля B в точке, где находится электрон. Для этого воспользуемся законом Био-Савара-Лапласа:
B = (μ₀ * I) / (2πr), где μ₀ - магнитная постоянная, I - сила тока в проводнике, r - расстояние от проводника.
B = (4π 10^(-7) 10) / (2 π 0,01) = 2 * 10^(-6) Тл
Теперь найдем силу, действующую на электрон:
F = e v B = 1,6 10^(-19) v 2 10^(-6)
Поскольку электрон движется под действием ускоряющего его напряжения, то работу силы Э получит на энергию кинетического движения, т.е. (eU), работу по передвижению, еще (eU). Энергия кинетического движения электрона в точке, где находится равна (eU), где e- заряд электрона, U - разность потенциалов. За время, за которое электрон пройдет мимо проводника, работа УСЁ бы равнялась (eU) и она преобразовалась бы полностью в кинетическую энергию этого электрона. На каждого проведенного мимо проводника электрона была бы выполнена энергия (eU).
Следовательно, ускоряющая сила электрона по направлению Y = (eU) / r, где U - напряжение, r - расстояние.
Vующая сила F = (eU) / r
Теперь можем вычислить силу, действующую на электрон:
F = (1,6 10^(-19) 0,5 10^3) / 0,01 = 8 10^(-16) Н
Сила, действующая на электрон, равна 8 * 10^(-16) Н.