Задание 15 ЕГЭ по физике · задача AE92AD
В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор скорости частицы параллелен вектору напряжённости электрического поля (рис. 1). Во второй установке вектор скорости отрицательно заряженной частицы перпендикулярен вектору индукции магнитного поля (рис. 2).
|
|
|
| Рис. 1 | Рис. 2 |
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию
из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силой тяжести пренебречь.
| ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦЫ | ТРАЕКТОРИЯ | |||||||||||||
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 12
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей. Тема движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях часто вызывает вопросы, но если понять суть, всё становится очень логичным.
А) Первая установка (электрическое поле)
На рисунке 1 мы видим положительно заряженную частицу, которая влетает в однородное электрическое поле. Вектор её начальной скорости $\vec{\upsilon}_0$ направлен вверх, а вектор напряжённости электрического поля $\vec{E}$ — вниз.
На частицу со стороны электрического поля действует электрическая сила $\vec{F}_\text{эл} = q\vec{E}$. Так как заряд положительный ($q > 0$), сила направлена туда же, куда и вектор $\vec{E}$, то есть вниз.
Получается, что частица движется вверх, а сила тянет её вниз. Это равнозамедленное движение по прямой линии. Траектория — прямая. Значит, для пункта А подходит цифра 1.
Б) Вторая установка (магнитное поле)
На рисунке 2 отрицательно заряженная частица влетает в однородное магнитное поле. Вектор её скорости $\vec{\upsilon}_0$ направлен вправо, а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ — от нас (крестики).
На движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца. Её направление определяется по правилу левой руки (не забываем, что для отрицательного заряда нужно перевернуть результат!). Сила Лоренца всегда перпендикулярна вектору скорости.
Когда сила постоянно перпендикулярна скорости, она меняет только направление скорости, но не её модуль. Такое движение происходит по окружности. Значит, для пункта Б подходит цифра 2.
Итоговый ответ: 12. Ты отлично справишься с такими задачами на экзамене!
А) Первая установка (электрическое поле)
На рисунке 1 мы видим положительно заряженную частицу, которая влетает в однородное электрическое поле. Вектор её начальной скорости $\vec{\upsilon}_0$ направлен вверх, а вектор напряжённости электрического поля $\vec{E}$ — вниз.
На частицу со стороны электрического поля действует электрическая сила $\vec{F}_\text{эл} = q\vec{E}$. Так как заряд положительный ($q > 0$), сила направлена туда же, куда и вектор $\vec{E}$, то есть вниз.
Получается, что частица движется вверх, а сила тянет её вниз. Это равнозамедленное движение по прямой линии. Траектория — прямая. Значит, для пункта А подходит цифра 1.
Б) Вторая установка (магнитное поле)
На рисунке 2 отрицательно заряженная частица влетает в однородное магнитное поле. Вектор её скорости $\vec{\upsilon}_0$ направлен вправо, а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ — от нас (крестики).
На движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца. Её направление определяется по правилу левой руки (не забываем, что для отрицательного заряда нужно перевернуть результат!). Сила Лоренца всегда перпендикулярна вектору скорости.
Когда сила постоянно перпендикулярна скорости, она меняет только направление скорости, но не её модуль. Такое движение происходит по окружности. Значит, для пункта Б подходит цифра 2.
Итоговый ответ: 12. Ты отлично справишься с такими задачами на экзамене!