Câu hỏi: Một electron chuyển động tròn đều trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,91T và vecto vận tốc của nó vuông góc với các đường sức từ. Tại thời điểm ban đầu electron ở điểm O như hình vẽ. Biết khối lượng của electron là , điện tích e là và vận tốc đầu . Kể từ thời điểm ban đầu, khoảng cách từ O đến electron bằng lần thứ 2020 vào thời điểm nào? Không tính vị
trí electron ở O tại t = 0
A.
B.
C.
D.
trí electron ở O tại t = 0
A.
B.
C.
D.
Khi e chuyển động trong từ trường nó chịu tác dụng của lực Lorenxo và lực này đóng vai trò lực hướng tâm, làm cho hạt e chuyển động tròn đều.
Ta có:
Chu kì chuyển động của e trên quỹ đạo là:
Quỹ đạo chuyển động của e được biểu diễn như hình vẽ:
Giả sử ban đầu electron ở vị trí O và chuyển động theo chiều từ O đến M. Trên quỹ đạo có 2 điểm cùng cách O khoảng (M, N). Khoảng cách này bằng bán kính quỹ đạo nên các tam giác OMI và ONI là các tam giác đều, góc ở tâm .
Trong một chu kì, thì e sẽ có 2 lần có khoản cách đến O là . Electron đi qua lần thứ 2020 = 2018 + 2 lần.
Vậy thời gian lần thứ 2020 mà electron có khoảng cách trên là:
Với là thời gian electron đi hết cung
Vậy tổng thời gian là:
Ta có:
Chu kì chuyển động của e trên quỹ đạo là:
Quỹ đạo chuyển động của e được biểu diễn như hình vẽ:
Giả sử ban đầu
Trong một chu kì, thì e sẽ có 2 lần có khoản cách đến O là
Vậy thời gian lần thứ 2020 mà electron có khoảng cách trên là:
Với
Vậy tổng thời gian là:
Đáp án A.