Global EE

Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00003127

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Магнитное Поле

№2. Задание 15

ID: 00003127

Маленький шарик массой m c зарядом q, закреплённый на непроводящей невесомой нерастяжимой нити, равномерно вращается, двигаясь по гладкой горизонтальной поверхности по окружности с некоторой постоянной по модулю скоростью V в однородном вертикальном магнитном поле B.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Магнитное Поле

 Как изменятся модули действующих на шарик силы Лоренца и силы натяжения нити, если увеличить массу шарика, не изменяя других параметров?

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

Сила Лоренца: $F_L = qvB\sin 90° = qvB$. Эта сила не зависит от массы шарика, поэтому при увеличении массы сила Лоренца не изменится. Для равномерного движения по окружности второй закон Ньютона в проекции на радиальное направление (к центру):

$$T \pm F_L = \dfrac{mv^2}{r},$$

где знак зависит от направления силы Лоренца. В любом случае центростремительное ускорение $a_\text{цс} = \frac{v^2}{r}$ не зависит от массы, а правая часть $ma_\text{цс} = \frac{mv^2}{r}$ растёт пропорционально $m$. Сила Лоренца постоянна, поэтому сила натяжения нити: $T = \dfrac{mv^2}{r} \mp F_L$ — тоже растёт пропорционально $m$. Сила натяжения нити увеличивается при увеличении массы.

Ответ

31

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)