Задание 15 ЕГЭ по физике · задача 7CC600

Тема: 3.3 Магнитное поле · 2 балла · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

1)

увеличилась

2)

уменьшилась

3)

не изменилась

Индукция магнитного поля

Скорость α-частиц

Протоны в однородном магнитном поле между полюсами магнита движутся по окружностям радиусом R под действием силы Лоренца. После замены магнита по окружностям тем же радиусом между полюсами стали двигаться α-частицы, обладающие такой же кинетической энергией, как и протоны. Как изменились индукция магнитного поля и скорость движения α-частиц по сравнению со скоростью протонов? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Решить в тренажёре с автопроверкой →
Показать ответ и разбор
Ответ: 32

Разбор

Протоны и $\alpha$-частицы движутся по окружностям одинакового радиуса $R$: для обеих частиц $r = \dfrac{mv}{qB} = R$.

Кинетическая энергия одинакова: $K = \dfrac{mv^{2}}{2}$. Масса $\alpha$-частицы в 4 раза больше массы протона, заряд — в 2 раза больше. Отсюда скорость $\alpha$-частицы $v_\alpha = \dfrac{v_p}{2}$ (уменьшилась).

Подставляя в $B = \dfrac{mv}{qR}$:
$\dfrac{B_\alpha}{B_p} = \dfrac{m_\alpha}{m_p}\cdot\dfrac{v_\alpha}{v_p}\cdot\dfrac{q_p}{q_\alpha} = 4\cdot\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{1}{2} = 1$.
Значит, индукция поля не изменилась.

Итог: индукция — 3, скорость $\alpha$-частиц — 2.
← Предыдущая задачаВсе задачи №15 (117)Следующая задача →
Хочешь закрепить? В тренажёре — быстрые колоды по 5 задач этого номера с баллами по правилам ЕГЭ, подсказками ИИ и разбором ошибок. Тренировать задание 15 →