Магнитное Поле

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 15

ID: 00003126

Ион натрия движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила, действующая на ион в магнитном поле, и частота его обращения, если, не меняя скорости иона, уменьшить модуль вектора индукции магнитного поля?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Магнитное Поле

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

ион натрия движется по окружности; скорость

v = \text{const}

; магнитная индукция

$B$

уменьшается.

Найти:

как изменятся сила Лоренца и частота обращения.

Решение:

Сила Лоренца, действующая на ион, определяется формулой:

F = qvB\sin\alpha

Заряд

$q$

, скорость

$v$

и угол

\alpha = 90°

остаются неизменными. При уменьшении

$B$

сила Лоренца уменьшается. Найдём, как изменяется частота. Из второго закона Ньютона для движения по окружности:

qvB = \frac{mv^2}{R} \implies R = \frac{mv}{qB}

При уменьшении

$B$

радиус

$R$

увеличивается. Период обращения:

T = \frac{2\pi R}{v} = \frac{2\pi m}{qB}

При уменьшении

$B$

период

$T$

увеличивается, а частота

\nu = 1/T

уменьшается. Итог: сила Лоренца уменьшается, частота обращения уменьшается — ответ 22.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)