b) Bán kính quỹ đạo của hạt;
c) Chu kỳ quay của hạt trên quỹ đạo.
Chú thích: Hạt ơ cĩ điện tích bằng +2e, khối lượng 4u.
-18
Ta cĩ: W, = Ly? —=yw =2 = 206 6 = 155.10 (m/s)
2 m 4.1,66.10
Lực tác dụng lên hạt:
F = Bvạ =0,1.1,55.10.2.1,6.10”' ~ 5.10 °{N)
Bán kính quỹ đạo của hạt:
`...
Chu kỳ quay của hạt trên quỹ đạo:
~_ 20m _ 26.6410” 12 1a ()
Bạ 01.3210?
4-43. Một electron chuyển động trong một từ trường đều cĩ cảm ứng từ B = 2.10T. Quỹ
đạo của electron là một đường đỉnh ốc cĩ bán kính R = 2cm và cĩ bước h = 5cm. Xác định vận tốc của electron.
Giải:
Ta chia véctơ vận tốc v thành hai thành phần: vị hướng dọc theo phương từ trường và véctơ v„ hướng vuơng gĩc với phương từ trường.
Bán kính đường đinh ốc chỉ phụ thuộc vào thành phần v›: V; BeR 2.107.16.107”.0.02
Bước xoắn phụ thuộc vào giá trị của vị:
270v, Beh 2.107.16.10.0,05
Be 27mn 27r.9,1.10
~ 2,8.10 (m/s)
Vận tốc của electron trên quỹ đạo:
v=alk2+v? =+|(z.105ƒ + (b„8.105Ÿ ~7,6.105(m/s)
4-44. Một electron được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 6000V bay vào một từ trường đều cĩ cảm ứng từ B = 1,3.10”T. Hướng bay của electron hợp với đường sức từ một gĩc
œ = 300: quỹ đạo của electron khi đĩ là một đường đinh ốc. Tìm:
a) Bán kính của một vịng xoắn ốc. b) Bước của đường đinh ốc.
Giải.
Vận tốc của eloctron sau khi được gia tốc:
-19 v= 2U _ |2.1,6.10 _ G000 ~4,6.107(m/s) v= 2U _ |2.1,6.10 _ G000 ~4,6.107(m/s) m 911.10 Bán kính của đường đỉnh ốc: R-ữU, _ mvsin 2 Be Be _ 9,1,10”.4,6.107.sin30” 1,3.10”.1,6.10”” ~ 10?(m)= I(cm)
Bước xoắn của đường đỉnh ốc:
_ 2/m, _ 2mvcosứŒ _ 2Z.9,1.10”.4,6.107.cos30” h
Be Be 13.10 7.1,6.10””
~0,11(m)= 11cm)
4-45. Qua tiết diện S = ab của một bản bằng đồng bề dầy a = 0,5 mm bề cao b = Imm, cĩ một dịng điện I = 20A chạy. Khi đặt bản trong một từ trường cĩ đường sức vuơng gĩc với cạnh bên b và chiều dịng điện thì trên bản xuất hiện một hiệu điện thế ngang U = 3,1.10V. Cho biết cảm ứng từ B = IT. Xác định:
a) Mật độ electron dẫn trong bản đồng.
b) Vận tốc trung bình của electron trong các điều kiện trên.
Giải:
Khi các electron chạy trong dây dẫn đặt trong từ trường, do tác dụng của lực từ chúng bị
kéo về các mặt bên của dây dẫn và tạo nên một hiệu điện thế. Hiệu điện thế này cĩ chiều cản
các electron dẫn tiếp tục chuyển về mặt bên. Khi hiệu điện thế đạt giá trị ổn định, các electron khơng tiếp tục chuyển về nữa, lực từ và lực điện cân bằng lẫn nhau.
eŨ U _ 31.10”
Fạ=eE= p h, =evB —>v= 58 1011. 3,1.10 ”(m/ s)
Mật độ electron dẫn n là số điện tích cĩ trong một đơn vị thể tích: _Íq/e)_ It _ I
V cabvt cabv cUa
20.1
— ~8,1.10®|m”?
° 16.102.31.10 5.5.10 Im
4-46. Một electron cĩ năng lượng W = IŒeV bay vào một điện trường đều cĩ cường độ điện trường E = 800V/cm theo hướng vuơng gĩc với đường sức điện trường. Hỏi phải
đặt một từ trường cĩ phương chiều và cảm ứng từ như thế nào để chuyển động của
electron khơng bị lệch phương.
Giải: + SỊ Ỷ @® @ F, @® ®___ Ea NI | ti
Muốn electron khơng bị lệch phương, ta cần đặt một từ trường sao cho lực Loren tác dụng
lên electron triệt tiêu lực điện trường. Trước hết, để lực Loren và lực Culơng cùng phương ngược chiều, phương chiều của cảm ứng từ phải đặt như hình vẽ.
Độ lớn của lực Loren và lực Culơng bằng nhau:
| 91.10” _
B=8.10/. 210116107 4,2.10(T)
4-47. Một electron bay vào một trường điện từ với vận tốc v = 10°m/s. Đường sức điện
trường và đường sức từ trường cĩ cùng phương chiều. Cường độ điện trường E = 10V/cm, cường độ từ trường H = 8.102A/m. Tìm gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến và gia tốc tồn phần của electron trong hai trường hợp: