ID: 00017284
Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется по окружности перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля \vec B. Как изменится период обращения частицы и модуль силы, действующей на частицу со стороны магнитного поля, если скорость частицы увеличится, а индукция магнитного поля не изменится? Действием силы тяжести пренебречь.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) период обращения частицы
Б) модуль силы, действующей на частицу со стороны магнитного поля
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам А, Б.
Источник: ФИПИ
Когда заряд летит поперёк магнитного поля, его «крутит» сила Лоренца — она и есть тот «канат», который держит частицу на круговой орбите. Здесь два разных факта: период обращения и сама сила ведут себя по-разному, когда мы разгоняем частицу. Главное — помнить, что период по кругу в магнитном поле от скорости вообще не зависит, а вот сила — зависит.
Сила Лоренца играет роль центростремительной: qvB=\dfrac{mv^2}{R}, откуда радиус R=\dfrac{mv}{qB}. Период — это время одного круга: T=\dfrac{2\pi R}{v}=\dfrac{2\pi m}{qB}. Смотрите: скорость v сократилась! В формуле периода остались только m, q и B — а они не меняются. Значит период не изменится — это вариант 3. Быстрее летит — но и круг шире ровно во столько же раз, поэтому на оборот уходит то же время.
А сила Лоренца F=qvB от скорости зависит напрямую. Заряд q и поле B те же, а v выросла — значит и сила увеличится — это вариант 1.
Ответ: 31