Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью альфа -частица, радиус окружности, частота обращения и энергия альфа -частицы по сравнению с протоном должны: 1) увеличиться 2) уменьшиться 3) не измениться Радиус окружности Частота обращения Энергия Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017309

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Магнитное Поле

№2. Задание 15

ID: 00017309

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью $\alpha$ -частица, радиус окружности, частота обращения и энергия $\alpha$ -частицы по сравнению с протоном должны:

1) увеличиться
2) уменьшиться
3) не измениться

Радиус окружности

Частота обращения

Энергия

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Снова сравниваем $\alpha$ -частицу с протоном в одном и том же поле и при той же скорости. Напомню роли: у протона заряд $$e$$ , масса $$m$$ ; у $\alpha$ -частицы заряд $$2e$$ , масса $$4m$$ . Берём формулы для радиуса, частоты и энергии и смотрим, что с ними станет.

Шаг 1. Радиус окружности

$r=\dfrac{mv}{qB}$ . Масса больше в 4 раза, заряд — в 2 раза, поэтому $$r$$ меняется в $\dfrac{4}{2}=2$ раза. Радиус увеличится — цифра 1.

Шаг 2. Частота обращения

Частота $f=\dfrac{qB}{2\pi m}$ (от скорости она вообще не зависит — это особенность движения в магнитном поле). Заряд вырос в 2 раза, масса — в 4 раза, значит $$f$$ меняется в $\dfrac{2}{4}=\dfrac{1}{2}$ раза. Частота уменьшится — цифра 2.

Шаг 3. Энергия

$E=\dfrac{mv^2}{2}$ . Скорость та же, масса в 4 раза больше — энергия вырастет в 4 раза. Увеличится — цифра 1.

Ответ

121

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)