Задание 15 ЕГЭ по физике: Ион калия движется по окружности в однородном магнитном поле.… | Global EE
№2. Задание 15
ID: 00007233
Ион калия движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся скорость движения иона в магнитном поле и период его обращения, если увеличится модуль вектора индукции магнитного поля, а радиус окружности, по которой движется ион, останется неизменным?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
ион калия движется по окружности радиуса R в однородном магнитном поле; модуль вектора магнитной индукции B увеличивается, R = \text{const}, заряд q и масса m постоянны.
Найти:
как изменятся скорость v и период обращения T.
Решение:
Сила Лоренца сообщает иону центростремительное ускорение. По второму закону Ньютона:
q v B = \frac{m v^2}{R}
Сокращаем v и выражаем скорость:
v = \frac{q B R}{m}
При увеличении B (и постоянных q, R, m) скорость увеличивается — позиция 1.
Период обращения:
T = \frac{2 \pi R}{v}
При увеличении v и постоянном R период уменьшается — позиция 2.
Итог: скорость — 1, период — 2, общий ответ 12.
