Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

RENtV7PyCj135

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

RUQaKNTqJhU7s

Odp.: Wartość $B$ = ............ T

Ćwiczenie 2

Dodatnio naładowana cząstka porusza się w skrzyżowanych polach elektrycznym i magnetycznym po prostej tak, jak jest to pokazano na rysunku.

RP917hmuydjEY

Na rysunku widoczne są pojedyncze linie pola elektrycznego i magnetycznego oraz wektor prędkości cząstki. Linia pola elektrycznego zaznaczona jest poziomą strzałką biegnącą od prawej do lewej strony rysunku i jest opisana wielką literą E. Linia pola magnetycznego jest przedstawiona w postaci okręgu z kropką wewnątrz. Okrąg jest opisany wielką literą B. Wektor prędkości cząstki jest skierowany pionowo w górę i opisany małą literą v. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

RYH9h4o2jyL2h

Jeśli zwiększymy natężenie pola elektrycznego $E$ , to cząstka skręci w {#lewo} / {prawo}.
Jeśli zwiększymy indukcję magnetyczną $B$ , to cząstka skręci w {lewo} / {#prawo}.
Jeśli zwiększymy prędkość cząstki $v$ , to cząstka skręci w {lewo} / {#prawo}.

R1REjgSq9xr7f1

Ćwiczenie 3

W skrzyżowane pola elektryczne i magnetyczne wprowadzamy cząstkę o ładunku $q$ , nie nadając jej żadnej prędkości. Zaznacz prawidłową odpowiedź.

Cząstka będzie się poruszała po krzywej.
Cząstka będzie się poruszała po prostej.
Cząstka pozostanie w spoczynku.

Ćwiczenie 4

RryCy1Njm2Ldp

Cząstka alfa porusza się w skrzyżowanym polu elektrycznym i magnetycznym po prostej.

a/ Oblicz, przyspieszenie, z jakim będzie poruszała się cząstka, gdy w pewnej chwili wyłączymy pole elektryczne;
b/ Oblicz, przyspieszenie, z jakim będzie poruszała się cząstka, gdy w pewnej chwili wyłączymy pole magnetyczne.

Dane liczbowe:

E

= 500 V/m,

B

= 0,2 T, masa cząstki a

m_{α}

= 4

u

, ładunek

q_{α}

= 2

e

. Odp.:

a

= Tu uzupełnij · 10 ¹⁰ m/s ².

Cząstka alfa porusza się w skrzyżowanych polach elektrycznym i magnetycznym po prostej.

a) Oblicz, przyspieszenie, z jakim będzie poruszała się cząstka, gdy w pewnej chwili wyłączymy pole elektryczne;

b) Oblicz, przyspieszenie, z jakim będzie poruszała się cząstka, gdy w pewnej chwili wyłączymy pole magnetyczne.

Wyniki podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Dane liczbowe: $E$ = 500 V/m, $B$ = 0,2 T, masa cząstki a $m_{α}$ = 4 $u$ , ładunek $q_{α}$ = 2 $e$ , gdzie:
ładunek elementarny $1 e = 1, 602 \cdot 10^{- 19} C$ ,
jednostka masy atomowej $1 u = 1, 66 \cdot 10^{- 27} kg$ .

Odpowiedzi:
$a_{a}$ = ............ · 10 ¹⁰ m/s ²,
$a_{b}$ = ............ · 10 ¹⁰ m/s ².

a = \frac{F_{e l}}{m_{α}} = \frac{q_{α} E}{m_{α}} = \frac{2 e}{4 u} 500 \frac{V}{m} = \frac{1 0^{3} \cdot 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} \frac{J}{m}}{4 \cdot 1, 66 \cdot 1 0^{- 27} k g} ≅ 2, 4 \cdot 10^{10} \frac{m}{s^{2}}

Ćwiczenie 5

Cząstka alfa porusza się po prostej w skrzyżowanych jednorodnych polach elektrycznym i magnetycznym. Sytuację przedstawiono na rysunku.

RKi68KvQx45id

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Przerysuj rysunek na kartkę i naszkicuj tor, po którym będzie poruszała się cząstka, gdy wyłączymy nagle pole magnetyczne. Po jakim torze będzie poruszała się cząstka, gdy zamiast magnetycznego, wyłączymy pole elektryczne?

Na rysunku widoczne są pojedyncze linie pola elektrycznego i magnetycznego oraz cząstka wraz ze swoim wektorem prędkości. Linia pola elektrycznego zaznaczona jest poziomą strzałką biegnącą od prawej do lewej strony obrazka i jest opisana wielką literą E. Linia pola magnetycznego jest przedstawiona w postaci okręgu z wpisanym krzyżykiem wewnatrz. Okrąg jest opisany wielką literą B. Cząstka jest przedstawiona w postaci punktu. Wektor prędkości cząstki jest skierowany pionowo w dół. Wektor jest podpisany małą literą v. Cząstka jest oznaczona małą literą q z indeksem dolnym a.

R6OMiGvpOm8hD

Ćwiczenie 5

Cząstka alfa porusza się po prostej w skrzyżowanych jednorodnych polach elektrycznym i magnetycznym. Sytuację przedstawiono na rysunku. Po jakim torze będzie poruszała się cząstka, jeśli wyłączymy pole magnetyczne?

po linii poziomej, ruch w lewo
po linii poziomej, ruch w prawo
po okręgu, tor skierowany przeciwnie do ruchu wskazówek zegara
po paraboli, tor skierowany zgodnie z ruchem wskazówek zegara

Ćwiczenie 6

Proton porusza się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji $B$ = 0,01 T po okręgu o promieniu $r$ = 1 m. Oblicz natężenie pola elektrycznego skrzyżowanego z polem magnetycznym, jakie należałoby włączyć, aby proton poruszał się po prostej.

W ruchu po okręgu siłą dośrodkową jest siła magnetyczna. Wobec tego, $\frac{m v^{2}}{r} = q v B$ , skąd $v = \frac{q r B}{m}$ . Z warunku ruchu jednostajnego prostoliniowego w skrzyżowanych polach mamy:

E = v B = \frac{q r B^{2}}{m} = \frac{1, 6 \cdot 1 0^{- 19} C \cdot 1 m \cdot 1 0^{- 4} T^{2}}{1, 67 \cdot 1 0^{- 27} k g} = 9, 6 \frac{k V}{m}

Ćwiczenie 7

Rozważmy pola magnetyczne i elektryczne skrzyżowane tak, jak na rysunku, na którym zaznaczono też cztery kierunki wektora prędkości dodatnio naładowanej cząstki (zielone strzałki).

RPSbnMfbjWHlW

Na rysunku widoczne są pojedyncze linie pola elektrycznego i magnetycznego oraz cząstka wraz z czterema wektorami prędkości. Linia pola magnetycznego zaznaczona jest poziomą strzałką biegnącą od prawej do lewej strony rysunku i opisana wielką literą B. Linia pola elektrycznego jest przedstawiona w postaci okręgu z wpisanym krzyżykiem wewnątrz. Okrąg jest opisany wielką literą E. Cząstka jest przedstawiona w postaci wypełnionego punktu. Wychodzą z niego cztery możliwe wektory prędkości. Wektor skierowany poziomo w lewo ma oznaczenie a. Wektor skierowany pionowo do góry ma oznaczenie b. Wektor skierowany poziomo w prawo ma oznaczenie c. Wektor skierowany pionowo w dół ma oznaczenie d. Wektory są łącznie opisane małą literą v. — Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

RLoeoADUFqRBz

Uszereguj kierunki a, b, c, d pod względem wartości siły wypadkowej działającej na cząstkę, poczynając od najmniejszej wartości. (Uwaga: dwie z tych wartości są sobie równe - wprowadź je w kolejności alfabetycznej.)

a, c, b, d

Odp.: ............, ............ = ............, ............

W poszczególnych przypadkach:

a) $F_{w} = q E$ ,

b) $F_{w} = q | E - v B |$ ,

c) $F_{w} = q E$ ,

d) $F_{w} = q (E + v B)$ .

Ćwiczenie 8

W jednorodnych polach elektrycznym i magnetycznym o liniach równoległych do siebie porusza się w kierunku prostopadłym do linii pól dodatnio naładowana cząstka. Sytuacja przedstawiona jest na rysunku. Cząstka w chwili początkowej znajduje się w początku układu współrzędnych.

Rk1PpgQ1Hw5VC

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Jaki będzie tor ruchu cząstki? Narysuj go na kartce.

RSBf05cpTCjGd

Ćwiczenie 8

Cząstka porusza się z prędkością v, równoległą do linii pola magnetycznego. W przestrzeni nie było pola elektrycznego i nagle zostało ono włączone. Jest ono prostopadłe do kierunku ruchu. Jaki będzie nowy tor cząstki?

parabola
okrąg
cząstka nie zmieni toru, nadal będzie poruszać się po prostej

Symulacja interaktywna

Dla nauczyciela