Global EE

Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00047705

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Магнитное Поле

№2. Задание 15

ID: 00047705

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся время одного оборота электрона и радиус окружности, по которой он движется, если увеличить его скорость?

Время одного оборота

Радиус окружности

 

 

 

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Источник: Сборник Демидовой 2020

Решение

Электрон в магнитном поле движется по окружности под действием силы Лоренца $F=evB$. Она играет роль центростремительной силы:

$$evB=\dfrac{mv^2}{R}.$$

Радиус. Выразим его:

$$R=\dfrac{mv}{eB}.$$

Масса, заряд и поле прежние, скорость больше — радиус увеличится. Смысл такой: нужная для поворота центростремительная сила $\dfrac{mv^2}{R}$ растёт как квадрат скорости, а сила Лоренца — только пропорционально скорости, поэтому быстрому электрону приходится идти по более широкой окружности.

Время одного оборота — длина окружности, делённая на скорость:

$$T=\dfrac{2\pi R}{v}=\dfrac{2\pi m}{eB}.$$

Скорость сократилась: во сколько раз выросла скорость, во столько же вырос и путь за оборот. Время оборота не изменится.

Итог: время оборота — 3, радиус — 1.

Ответ

31
Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)