Магнитное Поле

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 15

ID: 00013173

Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита движется по окружности. В этом же поле по окружности стала двигаться α-частица, обладающая такой же энергией, как и протон. Как изменяются период обращения в магнитном поле и скорость движения α-частицы по сравнению с протоном?

Для каждой величины определите соответствующий характер

изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

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

Поле одно и то же, кинетические энергии протона и $\alpha$ -частицы одинаковы. У $\alpha$ -частицы масса вчетверо больше ( $m_\alpha=4m_p$ ), заряд вдвое больше ( $q_\alpha=2q_p$ ).

Период обращения в магнитном поле $T=\dfrac{2\pi m}{qB}$ не зависит от скорости. Для $\alpha$ -частицы $\dfrac{m}{q}=\dfrac{4m_p}{2q_p}=2\dfrac{m_p}{q_p}$ , то есть вдвое больше, чем у протона, поэтому период увеличивается.

Скорость найдём из энергии $E=\dfrac{mv^2}{2}$ , откуда $v=\sqrt{\dfrac{2E}{m}}$ . При одинаковой энергии и большей массе скорость $\alpha$ -частицы меньше — она уменьшается.

Итак: период обращения увеличивается (1), скорость движения уменьшается (2).

Ответ

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)