Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00014034
Магнитное Поле
№2. Задание 15
ID: 00014034
Положительно заряженный ион натрия $^{23}_{11}\text{Na}$ движется в однородном магнитном поле по окружности со скоростью $v$. Как изменятся сила Лоренца, действующая на ион, и радиус окружности, если в том же магнитном поле с той же скоростью будет двигаться ион калия $^{39}_{19}\text{K}$, имеющий тот же заряд?
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.
Сила Лоренца | Радиус окружности |
|---|---|
|
|
Источник: Основная волна ЕГЭ 2026, Сибирь
Решение
Сравним два иона. У натрия и калия одинаковый заряд и они движутся в одном и том же поле с одной и той же скоростью. Отличается только масса: у калия она больше (39 против 23 а.е.м.).
Сила Лоренца. Она действует на движущийся заряд в магнитном поле:
$$F_{\text{Л}} = |q|\,v\,B.$$
Сюда входят только заряд, скорость и индукция поля — а они не изменились. Масса в формулу силы Лоренца не входит, поэтому сила Лоренца не изменится (3).
Радиус окружности. Сила Лоренца играет роль центростремительной, поэтому из второго закона Ньютона $\dfrac{mv^2}{R} = |q|vB$ радиус равен
$$R = \dfrac{mv}{|q|B}.$$
Скорость, заряд и поле те же, а масса у калия больше — значит радиус окружности увеличится (1). Более тяжёлый ион «тяжелее повернуть», и он движется по более широкой дуге.
В порядке таблицы: сила Лоренца — 3, радиус окружности — 1.
Ответ
Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)
- Задание 15 №00043077 — Положительно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле.…
- Задание 15 №00043076 — Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся…
- Задание 15 №00043075 — Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся…
- Задание 15 №00043074 — Протон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся модуль…
- Задание 15 №00043071 — Отрицательно заряженный ион движется равномерно по окружности в однородном…
- Задание 15 №00043070 — Положительно заряженный ион движется равномерно по окружности в однородном…
- Задание 15 №00026066 — Протон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся…
- Задание 15 №00026063 — Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила…