ملف تدريبي: حركة الجسم المشحون في مجال كهربي مغناطيسي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على تحديد القوى التي تؤثِّر على جسيمات مشحونة تتحرك بشكل حُرٍّ في المناطق التي تحتوي على كلٍّ من المجال المغناطيسي والكهربي.

س١:

إلكترون طاقة حركته 2.000 keV، تحرَّك على امتداد مسار على بُعْد متساوٍ من سطحَيْ لوحين متوازيين المسافة بينهما 1.00 cm، وفرق الجهد بينهما 300 V. ما مقدار كثافة الفيض المغناطيسي المنتظم الموازي للوحين؟

  • أ 1 . 5 0 × 1 0 T
  • ب 1 . 2 0 × 1 0 T
  • ج 1 . 3 5 × 1 0 T
  • د 1 . 0 2 × 1 0 T
  • ه 1 . 1 3 × 1 0 T

س٢:

يتحرَّك إلكترون بسرعة 𝑣=4.0𝑖+3.0𝑗+2.0𝑘×10 m/s، ويدخل منطقة بها مجال كهربي منتظم ومجال مغناطيسي منتظم. يُعطى المجال المغناطيسي بالعلاقة 𝐵=1.0𝑖2.0𝑗+4.0𝑘×10 T. إذا مر الإلكترون خلال المنطقة دون أن ينحرف، فما قيمة المجال الكهربي في هذه المنطقة؟

  • أ 1 . 2 𝑖 1 . 4 𝑗 1 . 0 𝑘 × 1 0 V/m
  • ب 1 . 4 𝑖 1 . 2 𝑗 1 . 1 𝑘 × 1 0 V/m
  • ج 1 . 1 𝑖 1 . 6 𝑗 1 . 4 𝑘 × 1 0 V/m
  • د 1 . 4 𝑖 1 . 1 𝑗 1 . 6 𝑘 × 1 0 V/m
  • ه 1 . 6 𝑖 1 . 4 𝑗 1 . 1 𝑘 × 1 0 V/m

س٣:

يتحرَّك جسيم مشحون بسرعة ثابتة عبر جهاز مرشح السرعة. في الجهاز 𝐸=1.0×10 N/C، 𝐵=0.250 T. عند إيقاف المجال الكهربي، يتحرَّك الجسيم في مسار دائري نصف قطره 3.33 mm. أوجد نسبة شحنة الجسيم إلى كتلته.

  • أ 4 . 8 × 1 0 C/kg
  • ب 5 . 0 × 1 0 / C k g
  • ج 4 . 3 × 1 0 C/kg
  • د 4 . 0 × 1 0 C/kg
  • ه 4 . 6 × 1 0 / C k g

س٤:

أيونا اليورانيوم-235 واليورانيوم-238 ثلاثيَّا الشحنة كتلة كلٍّ منهما 3.9×10 kg، 3.95×10 kg على الترتيب. توجد مسافة فاصلة بين الأيونين في مجال مغاطيسي كثافة فيضه 0.250 تسلا داخل مطياف كتلي؛ حيث سرعتهما تساوي 3.0×10 m/s. قطع الأيونان مسارًا على شكل نصف دائرة. ما المسافة الفاصلة بين الأيونين في الاتجاه العمودي على اتجاه حركتهما؛ في مستوى حركتهما؟

  • أ 2 . 1 × 1 0 m
  • ب 1 . 7 × 1 0 m
  • ج 2 . 5 × 1 0 m
  • د 1 . 2 × 1 0 m
  • ه 2 . 8 × 1 0 m

س٥:

يتحرك إلكترون في أنبوب أشعة الكاثود لجهاز تليفزيون قديم بسرعة 5.6×10 m/s في اتجاه عمودي على المجال المغناطيسي للأرض الذي كثافة فيضه 5.0×10 T في المنطقة المحيطة بالإلكترون. أجهزة التليفزيون التي تستخدم أنابيب أشعة الكاثود عادة تكون محمية مغناطيسيًّا، من ثم الإلكترونات الموجودة داخل الأنابيب لا تنحرف بفعل المجال المغناطيسي للأرض، لكن هذا التليفزيون ليس محميًّا. بدلاً من تلك الحماية، يؤثِّر المجال الكهربي عموديًّا على اتجاه المجال المغناطيسي للأرض، وعموديًّا على اتجاه سرعة الإلكترون، فينتج عن ذلك تحرك الإلكترون في خط مستقيم.

ما شدة المجال الكهربي المؤثِّر؟

المجال الكهربي المؤثِّر يُولَّد بين ألواح متوازية تفصل بينها مسافة 1.00 cm. ما فرق الجهد الكهربي بين الألواح؟

س٦:

تُدرَس كلٌّ من الإلكترونات والبروتونات في معمل فيزيائي يُعجِّل هذه الجُسيمات خطيًّا باستخدام مجال كهربي في مُعجِّل خطي، ويُخزِّنها بعد التعجيل في حلقات دائرية باستخدام مجالات مغناطيسية. السرعة القصوى للإلكترونات المُعجَّلة خطيًّا هي 4.33×10 m/s.

ما فرق الجهد عَبْر المُعجِّل الخطي؟

ما نصف قطر انحناء حلقة التخزين، إذا كانت تحتفظ بالبروتونات في مدارات دائرية بعد تعجيل المُعجِّل الخطي لها، في مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.250 T؟

س٧:

يتسارع جسيم شحنته 1.6×10 C، وكتلته 1.67×10 kg من السكون عن طريق فرق جهد كهربي مقداره 8.2 kV. يدخل الجسيم بعد ذلك حيز مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.47 T، متحرِّكًا في مستوى عمودي على اتجاه المجال. ما نصف قطر المدار الدائري للجسيم في المجال المغناطيسي؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.