Global EE

Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00014753

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Магнитное Поле

№2. Задание 15

ID: 00014753

Протон движется в однородном магнитном поле по замкнутой траектории с постоянной по модулю скоростью, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции. Как при увеличении модуля скорости протона изменятся модуль действующей на него силы Лоренца и период обращения протона? Индукция магнитного поля остаётся прежней.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины (для силы Лоренца, затем для периода обращения). Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Магнитное Поле

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Заряд летит поперёк магнитного поля, поэтому его закручивает сила Лоренца $F=qvB$ (синус угла равен 1). Эта же сила играет роль центростремительной и гонит протон по окружности. Период обращения $T=\dfrac{2\pi m}{qB}$ — заметь, скорости $v$ в нём нет.

Сила Лоренца

В формуле $F=qvB$ заряд $q$ и поле $B$ не меняются, а скорость $v$ увеличивают. Значит сила прямо пропорциональна скорости и увеличится — цифра 1.

Период обращения

Вывод периода: радиус из $qvB=\dfrac{mv^2}{r}$ даёт $r=\dfrac{mv}{qB}$, а период $T=\dfrac{2\pi r}{v}=\dfrac{2\pi m}{qB}$. Скорость сократилась! Период зависит только от массы, заряда и поля, а они прежние — поэтому период не изменится — цифра 3. (Быстрее летит — по большему кругу, но круг проходит за то же время.)

Ответ

13
Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)