ID: 00017223
Плоский конденсатор, пластины которого расположены вертикально, подключён к источнику постоянного напряжения. Пластины находятся в вертикальном однородном магнитном поле. В пространство между пластинами влетает заряженная частица, вектор начальной скорости которой лежит в плоскости пластин. Действием силы тяжести можно пренебречь. Выберите все верные утверждения.
Источник: ФИПИ
Разберёмся с геометрией. Пластины вертикальные, значит электрическое поле между ними горизонтально (поперёк пластин). Магнитное поле вертикальное, то есть лежит в плоскости пластин. Электрическая сила $q\vec E$ горизонтальна и постоянна; сила Лоренца $q\vec\upsilon\times\vec B$ зависит от скорости.
Если частица влетает вертикально (вдоль $\vec B$), в первый миг сила Лоренца равна нулю. Но горизонтальное электрическое поле тут же придаёт ей горизонтальную составляющую скорости, поперёк $\vec B$, и сила Лоренца появляется и действует всё время движения. Верно.
По дуге окружности частица шла бы только в одном магнитном поле (когда скорость постоянна по модулю). Здесь ещё работает электрическая сила, которая разгоняет частицу и меняет её скорость, — траектория не окружность. Неверно.
Поле между пластинами однородное, источник постоянный, заряд частицы не меняется, значит электрическая сила $q\vec E$ постоянна и по модулю, и по направлению (горизонтально). Верно.
Сила Лоренца зависит от скорости, а скорость всё время меняется и по модулю, и по направлению. Значит сила Лоренца не может быть постоянной. Неверно.
Пусть в какой-то момент скорость горизонтальна. Магнитное поле вертикально, поэтому $\vec\upsilon\times\vec B$ снова горизонтальна (произведение горизонтального и вертикального векторов лежит в горизонтали). Электрическая сила тоже горизонтальна. Сумма двух горизонтальных сил — горизонтальна. Верно.