Решение на момент правки #15067 от , автор Shrodinger_cat. Это не текущая версия.

Условие

11.2.17∗. Индукция магнитного поля направлена вдоль оси и зависит от
расстояния до этой оси так, как изображено на рисунке. На каком расстоянии от
оси вращается электрон, который при возрастании поля остается на своей орбите? Во сколько раз увеличивается энергия этого электрона при десятикратном
увеличении индукции поля? Как будут двигаться при возрастании поля электроны, которые двигались по другим круговым орбитам?

К задаче $11.2.17$
К задаче

Решение

Вихревое электрическое поле будет циркулировать по окружности. Поэтому:

Из графика, индукция поля от оси определяется:

где - неизвестная величина, которая меняется со временем.
Элементарный магнитный поток через кольцо шириной определяется как:

Тогда суммарный поток будет определятся интегралом:

Электрическое поле выражается:

Вихревое электрическое поле сообщает тангенсальное ускорение электрону, поэтому, из Второго закона Ньютона:

Сила Лоренца сообщает радиальное ускорение:

Приращение скорости:

Приравниваеи приращения скоростей от электрического и магнитного полей:

Тогда равен:

Отношение конечной и начальной кинетических энергий равен отношений квадратов скоростей в конце и в начале. Так как , то тогда отношение так же равно отношению квадратов индукций:

Ответ