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
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.
$r=\dfrac{mv}{qB}$. Масса ×4, заряд ×2, итог ×$\dfrac{4}{2}=2$. Радиус увеличится — цифра 1.
$E=\dfrac{mv^2}{2}$. Скорость та же, масса ×4 — энергия ×4. Увеличится — цифра 1.
$F=qvB$. 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.