2. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 2 мТл по окружности радиусом 5 мм. а) Как направлена действующая на электрон сила Лоренца: к центру окружности или от центра окружности? Обоснуйте свой ответ. б) Чему равна скорость электрона? в) За какой минимальный промежуток времени вектор скорости электрона поворачивается на 180°?

а) Сила Лоренца направлена к центру окружности: при движении по окружности она является центростремительной силой и изменяет направление скорости.

б) Дано: магнитная индукция 2 мТл = 0.002 Тл, радиус 5 мм = 0.005 м. Для движения перпендикулярно магнитному полю сила Лоренца обеспечивает центростремительное ускорение:

\( |q|vB = \frac{mv^2}{r} \), поэтому \( v = \frac{|q|Br}{m} \).

Подставим заряд электрона \( |q| = 1.602\cdot10^{-19} \) Кл и массу \( m = 9.109\cdot10^{-31} \) кг:

\( v = \frac{1.602\cdot10^{-19}\cdot0.002\cdot0.005}{9.109\cdot10^{-31}} \approx 1.76\cdot10^6 \) м/с.

в) За минимальное время поворота скорости на 180° электрон проходит половину окружности. Период обращения \( T = \frac{2\pi m}{|q|B} \), следовательно, искомое время:

\( t = \frac{T}{2} = \frac{\pi m}{|q|B} = \frac{\pi\cdot9.109\cdot10^{-31}}{1.602\cdot10^{-19}\cdot0.002} \approx 8.93\cdot10^{-9} \) с.

Ответ: а) к центру окружности; б) приблизительно 1.76·10⁶ м/с; в) приблизительно 8.93 нс.