Global EE

Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00010595

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Магнитное Поле

№2. Задание 15

ID: 00010595

α-частица движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по таким же траекториям стали двигаться протоны, обладающие той же скоростью. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась

 

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Магнитное Поле

Источник: ФИПИ

Решение

Сила Лоренца обеспечивает центростремительное ускорение:

$$qvB = \frac{mv^2}{R} \implies B = \frac{mv}{qR}.$$

Для альфа-частицы:

$$B_\alpha = \frac{4m_p \cdot v}{2e \cdot R} = \frac{2m_p v}{eR}.$$

Для протона:

$$B_p = \frac{m_p \cdot v}{e \cdot R} = \frac{m_p v}{eR}.$$

$$\frac{B_p}{B_\alpha} = \frac{1}{2} \implies B_p = \frac{B_\alpha}{2}.$$

Индукция уменьшилась в 2 раза.

Сила Лоренца:

$$F_\text{Л} = qvB.$$

$$F_{\text{Л},p} = e \cdot v \cdot B_p = e \cdot v \cdot \frac{B_\alpha}{2}.$$

$$F_{\text{Л},\alpha} = 2e \cdot v \cdot B_\alpha.$$

$$\frac{F_{\text{Л},p}}{F_{\text{Л},\alpha}} = \frac{\frac{e \cdot v \cdot B_\alpha}{2}}{2e \cdot v \cdot B_\alpha} = \frac{1}{4}.$$

Сила Лоренца уменьшилась в 4 раза.

Ответ

22

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)