PAU Física 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 4 (Opció A)

P4) En un selector de velocitats, un camp elèctric i un camp magnètic formen un angle de 90° entre si. El selector deixa passar ions de He+ amb una velocitat de 3,20 × 105 m s–1, que no es desvien de la trajectòria rectilínia inicial. El camp elèc­ tric té un mòdul de 2,00 × 105 N C–1. La disposició del camp magnètic i la veloci­ tat són els que es veuen en la figura. a) Indiqueu, d’una manera justificada, la direcció i el sentit del camp elèctric i de la força magnètica que actua sobre un ió He+ amb una càrrega d’1,60 × 10–19 C. Calculeu també el mòdul del camp magnètic en aquest dispositiu. b) Calculeu el radi de l’òrbita que descriu un ió He+ si només hi actua el camp magnè­ tic. La massa d’aquests ions és de 6,68 × 10–27 kg.

P4) a) Si l'ió no es desvia de la 0.3 p trajectòria rectilínia, s'ha de complir que la resultant de forces sigui zero sobre l’ió He, la força elèctrica ha de tenir el mateix mòdul que la força magnètica i sentit oposat. 0.1 p I atès que l’ió és positiu, el camp elèctric tindrà el mateix sentit que la força elèctrica.  5     E ,2 00 10 j N / C 0.2 p  F F m e 0.2 p  qvB qE  5 E ,2 00 10    0.2 p B ,0 625 T  5 v 2.3 10 b)  F ma 0.4 p m c mv mv v   R   0.2 p qvB m qvB qB R     ,6 68 10 27 2,3 10 5   0.4 p R ,0 0214 m    6,1 10 19 ,0 625