Решение: Траектории заряженных частиц
В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор скорости $\vec{v}_0$ частицы параллелен вектору напряжённости электрического поля $\vec{E}$ (рис. 1). Во второй установке вектор скорости $\vec{v}_0$ отрицательно заряженной частицы перпендикулярен вектору индукции магнитного поля $\vec{B}$ (рис. 2). По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силой тяжести пренебречь.
Установите соответствие между установками и траекториями движения частиц.
Решение по шагам
4 шагаВ первой установке на положительно заряженную частицу действует электрическая сила $\vec{F}=q\vec{E}$. Скорость частицы параллельна этой силе, поэтому направление движения не меняется.
$$\vec{F}=q\vec{E}$$Следовательно, в первой установке частица движется по прямой линии с ускорением.
$$А \rightarrow 1$$Во второй установке скорость перпендикулярна магнитному полю. Сила Лоренца перпендикулярна скорости и направлена к центру кривизны траектории, поэтому является центростремительной силой.
$$F_{\text{л}}=|q|vB$$При постоянных $v$ и $B$ частица движется по окружности.
$$Б \rightarrow 2$$Где здесь ошибаются
Считать, что магнитное поле разгоняет частицу вдоль направления движения.
Выбрать спираль, хотя для спирального движения скорость должна иметь составляющую вдоль магнитного поля.
Забыть, что в электрическом поле сила направлена вдоль поля для положительного заряда.