Для ответа на данный вопрос нужно ознакомиться с понятием электростатического заряда и его свойствами.
Электростатический заряд бывает двух типов: положительный и отрицательный. Заряженные тела могут взаимодействовать друг с другом: заряды одного типа отталкиваются, а разных типов - притягиваются.
На картинке даны шарики, а и b, которые имеют электростатический заряд. С помощью этих знаний мы можем определить, какой тип заряда имеет каждый шарик и определить пары, в которых электроны будут переходить от одного шарика к другому.
Чтобы понять, какой тип заряда имеет шарик, воспользуемся представленным на картинке устройством - электрометром. Если шарик отклоняет стрелку электрометра влево, значит у него отрицательный заряд, а если вправо - положительный.
На картинке видно, что электрометр смещается влево только, когда к нему приблизятся шарики а и с. Это говорит о том, что у шариков а и с отрицательные заряды, так как они отталкивают электрометр с отрицательным зарядом.
Теперь у нас осталось определить, какой тип заряда имеет шарик b. Если мы приблизим шарик b к электрометру, то увидим, что электрометр отклоняется вправо. Это говорит о том, что у шарика b положительный заряд, так как он притягивает электрометр с отрицательным зарядом.
Итак, мы можем с уверенностью сказать, что электроны будут переходить от шарика b к шарику а только в паре шариков b - а.
Обоснование:
- Шарики а и с оба отталкивают электрометр с отрицательным зарядом, что говорит о наличии у них отрицательных зарядов.
- Шарик b притягивает электрометр с отрицательным зарядом, что говорит о наличии у него положительного заряда.
- Положительные и отрицательные заряды притягиваются друг к другу, поэтому электроны будут переходить от шарика b к шарику а.
Для решения данной задачи, рассмотрим силы, действующие на заряженную частицу:
1. Сила электрического поля: F_e = qE, где q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля. В данном случае, электрическое поле обусловлено разностью потенциалов U, следовательно, E = U/d, где d - расстояние между электродами.
2. Сила магнитного поля: F_m = qvB, где v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля.
Поскольку частица движется в однородном магнитном поле перпендикулярно к направлению ее движения, возникает сила Лоренца, направленная под прямым углом к скорости частицы. Эта сила занимает центростремительное положение и вызывает соответствующее криволинейное движение.
Сила Лоренца является центростремительной силой, которая дает ускорение при движении заряженной частицы в магнитном поле. Это ускорение обеспечивает изменение направления скорости частицы, при этом она движется по окружности радиусом R.
Сила Лоренца выражается следующей формулой:
F_L = qvB, где F_L - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля.
Дано, что радиус кривизны траектории частицы в магнитном поле равен R. Таким образом, сила Лоренца может быть записана как:
F_L = mv^2/R, где m - масса частицы.
Сила электрического поля и сила Лоренца направлены вдоль одной прямой, так как они перпендикулярны скорости частицы. Следовательно, сумма этих двух сил равна нулю:
F_e + F_L = 0.
Подставляя выражения для сил, получим:
qE + mv^2/R = 0.
Теперь решим эту уравнение относительно неизвестной величины v:
qE = -mv^2/R,
v^2 = -(qE)R/m,
v = sqrt(-(qE)R/m).
Таким образом, мы нашли выражение для скорости частицы v. Для нахождения конкретного численного значения этой величины, необходимо знать значения заряда частицы q, напряженности электрического поля E, радиуса кривизны траектории R и массы частицы m.
Дополнительное задание: Найти ускорение частицы в магнитном поле.
Ускорение частицы в магнитном поле может быть найдено из следующей формулы:
a = v^2/R.
Подставляя значение скорости, получим:
a = (-(qE)R/m) / R = -(qE/m).
Таким образом, ускорение частицы в магнитном поле равно -(qE/m).
R₂₃=(R₂*R₃)/(R₂+R₃)=3 Ом;
R₂₋₄=R₂₃+R₄=6 Ом;
R₂₋₅=(R₂₋₄*R₅)/(R₂₋₄+R₅)=3 Ом;
Rэ=R₁+R₂₋₅=5 Ом;
I₁=I=E/Rэ=20 A;
U₁=I*R₁=40 B;
U₅=E-U₁=60 B;
I₅=U₅/R₅=10 A;
I₄=I-I₅=10 A;
U₄=I₄*R₄=30 B;
U₂=U₃=U₅-U₄=30 B;
I₂=U₂/R₂=7,5 A;
v1. I₃=U₃/R₃=2,5 A;
v2. I₃=I₄-I₂=2,5 A.
Объяснение: