Магнитное Поле

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 15

ID: 00017310

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью $\alpha$ -частица, радиус её орбиты, её энергия и модуль силы Лоренца по сравнению с протоном должны:

1) увеличиться
2) уменьшиться
3) не измениться

Радиус орбиты

Энергия

Модуль силы Лоренца

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

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Те же действующие лица: протон (заряд $$e$$ , масса $$m$$ ) и $\alpha$ -частица (заряд $$2e$$ , масса $$4m$$ ) в одном поле $$B$$ при одной скорости $$v$$ . Проверяем радиус, энергию и силу Лоренца.

Шаг 1. Радиус орбиты

$r=\dfrac{mv}{qB}$ . Масса ×4, заряд ×2, итог × $\dfrac{4}{2}=2$ . Радиус увеличится — цифра 1.

Шаг 2. Энергия

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

Шаг 3. Модуль силы Лоренца

$$F=qvB$$ . Скорость и поле те же, заряд ×2 — сила ×2. Увеличится — цифра 1.

Здесь все три величины растут — это нормально: и радиус, и энергия, и сила у более «тяжёлой и заряженной» $\alpha$ -частицы больше.

Ответ

111

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)