Global EE

Магнетизм — Задание 21 ЕГЭ по физике №00003211

Задание №21. Качественная Задача

Магнетизм

№2. Задание 21

ID: 00003211

В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью E и магнитное поле индукцией B. Поля однородные, E⊥B. В камеру влетает протон p, вектор скорости которого перпендикулярен E и B как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно.

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Магнетизм

Как изменится начальный участок траектории протона, если его скорость увеличить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

$\vec{E} \perp \vec{B}$, протон летит перпендикулярно обоим полям. При начальной скорости $v_0$: движение прямолинейное.

Найти:

Как изменится траектория при $v \gt v_0$?

Решение:

При прямолинейном движении электрическая сила уравновешивает силу Лоренца: $$F_\text{эл} = F_\text{Лор} \implies qE = qvB \implies v_0 = \frac{E}{B}$$ При увеличении скорости $v \gt v_0$ сила Лоренца возрастает, электрическая остаётся прежней: $$F_\text{Лор} = qvB \gt qv_0 B = qE = F_\text{эл}$$ Возникает результирующая сила перпендикулярно скорости: $$F_\text{рез} = q(vB - E) = ma$$ Протон имеет начальную скорость (вдоль оси) и постоянное ускорение в перпендикулярном направлении — как при горизонтальном броске. Траектория становится параболой.

Ответ

Траектория станет параболой (протон отклонится в сторону силы Лоренца)

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнетизм» (8)