P3-Relación e/m del electrón

Cuestiones Previas

    A continuación presentamos algunas cuestiones sobre los conceptors que se han explicado en la introducción y que le pueden servir para evaluar sus conocimientos. Si acierta en las respuestas y/o entiende el porqué de la contestación puede pasar a desarrollar la práctica, en caso contrario vuelva a la introducción y revise los conceptos que no haya entendido.

1) 
Si el campo magnético terreste promedio es BT=0.25·10-4 T, calcule el valor del campo magnético B creado en el centro de las bobinas de Helmotz (de 0.2m de radio y 154 espiras por bobina) para una intensidad máxima de 3A. La relación B/ BT vale aproximadamente:
a)   
80
b)   
10
c)   
150
Correcto
 
Utilizando la ecuación (22):

Obtenemos que el campo magnético en el centro de las bobinas de Helmotz vale
2.08·10-3 T, de forma que la relación B/BT ≈ 80.
Incorrecto



2) 
Si sabemos que la masa del electrón me= 9.1·10-31 Kg y su carga e=1.6·10-19 C, la velocidad de un electrón acelerado mediante un potencial de 300V es (Siendo c la velocidad de la luz):
a)   
0.57c
b)   
0.034c
c)   
0.0042c
Correcto
 
Dado que el electrón no es relativista, podemos calcular la energía cinética suministrada por la diferencia de potencial:

De forma que, para los valores indicados, v=0.034c
Incorrecto



3) 
Utilizando los datos de e y m de la cuestión 2 y conociendo que el voltaje acelerador de los electrones varía entre 100 y 300 V y que la intensidad de corriente en las bobinas lo hace entre 0 y 3 A, el valor del radio mínimo de la trayectoria de los electrones en el tubo de rayos catódicos es:
a)   
2.5cm
b)   
1.6cm
c)   
1.0cm
Correcto
 
Teniendo en cuenta la ecuación (24), podemos deducir que:

De forma que utilizando los valores de e y m de la cuestión anterior y Vmin=100V, Imax=3A, obtenemos que rmin=1.6 cm.
Incorrecto



4) 
Utilizando los datos de e y m de la cuestión 2 y conociendo que la intensidad máxima de corriente en las bobinas es de 3A., no conseguiremos que el haz de electrones choque con la marca correspondiente a 2cm a partir de un potencial de aproximadamente
a)   
250 V
b)   
200 V
c)   
150 V
Correcto
 
Utilizando la fórmula obtenida en la cuestión anterior, vemos que:

De forma que, para los valores indicados de intensidad y radio, obtenemos que para diferencias de potencial superiores a 150V (aproximadamente) el radio del anillo siempre es superior a 2cm.
Incorrecto



 

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