Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 3872E7
| 1) | увеличилась |
| 2) | уменьшилась |
| 3) | не изменилась |
| Индукция магнитного поля | Модуль силы Лоренца |
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по окружности того же радиуса между полюсами нового магнита стала двигаться α-частица, обладающая той же скоростью, что и протон. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца, действующей на α-частицу? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Показать ответ и разбор
Ответ: 11
Разбор
Протон и $\alpha$-частица движутся по окружности одного радиуса с одинаковой скоростью.
Радиус траектории $r = \dfrac{mv}{qB}$.
Для протона: $r = \dfrac{m_p v}{eB_1}$.
Для $\alpha$-частицы ($m = 4m_p$, $q = 2e$): $r = \dfrac{4m_p v}{2eB_2} = \dfrac{2m_p v}{eB_2}$.
Приравнивая радиусы: $\dfrac{m_p v}{eB_1} = \dfrac{2m_p v}{eB_2} \Rightarrow B_2 = 2B_1$ — индукция поля увеличилась.
Сила Лоренца $F = qvB$.
Для протона: $F_p = evB_1$.
Для $\alpha$-частицы: $F_\alpha = 2ev\cdot 2B_1 = 4evB_1 = 4F_p$ — модуль силы увеличился.
В таблицу записываем 1 и 1.
Радиус траектории $r = \dfrac{mv}{qB}$.
Для протона: $r = \dfrac{m_p v}{eB_1}$.
Для $\alpha$-частицы ($m = 4m_p$, $q = 2e$): $r = \dfrac{4m_p v}{2eB_2} = \dfrac{2m_p v}{eB_2}$.
Приравнивая радиусы: $\dfrac{m_p v}{eB_1} = \dfrac{2m_p v}{eB_2} \Rightarrow B_2 = 2B_1$ — индукция поля увеличилась.
Сила Лоренца $F = qvB$.
Для протона: $F_p = evB_1$.
Для $\alpha$-частицы: $F_\alpha = 2ev\cdot 2B_1 = 4evB_1 = 4F_p$ — модуль силы увеличился.
В таблицу записываем 1 и 1.