Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00047720
Магнитное Поле
№2. Задание 15
ID: 00047720
Заряженная частица массой $m$, несущая положительный заряд $q$, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $v$. Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) радиус окружности, по которой движется частица
Б) частота обращения частицы по окружности
ФОРМУЛА
1) $\dfrac{qB}{2\pi m}$
2) $\dfrac{2\pi m}{qB}$
3) $qvB$
4) $\dfrac{mv}{qB}$
А | Б |
|---|---|
|
|
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Источник: Сборник Демидовой 2019
Решение
Скорость частицы перпендикулярна полю, поэтому на неё действует сила Лоренца $F=qvB$ (это формула 3 — сила, а не радиус и не частота). Сила Лоренца перпендикулярна скорости и служит центростремительной силой:
$$qvB=\dfrac{mv^2}{R}.$$
А) Радиус. Сократим одну скорость:
$$R=\dfrac{mv}{qB}.$$
Это формула 4.
Б) Частота. Период — длина окружности, делённая на скорость: $T=\dfrac{2\pi R}{v}=\dfrac{2\pi m}{qB}$ (формула 2 — это период). Частота — обратная ему величина, число оборотов в секунду:
$$\nu=\dfrac{1}{T}=\dfrac{qB}{2\pi m}.$$
Это формула 1.
Проверим себя: чем тяжелее частица, тем труднее полю её развернуть, и радиус должен расти с массой, а частота — падать. Так и есть: в формуле 4 масса в числителе, в формуле 1 — в знаменателе.
Итог: А — 4, Б — 1.
Ответ
Другие задания по теме «Магнитное Поле» (8)
- Задание 15 №00047827 — При подключении проводника к полюсам гальванического элемента на поверхности…
- Задание 15 №00047824 — Частица массой m, имеющая заряд q0 и обладающая начальным импульсом p индекс 0,…
- Задание 15 №00047823 — Частица массой m, имеющая заряд q0 и обладающая начальным импульсом p индекс 0,…
- Задание 15 №00047819 — При подключении проводника к полюсам гальванического элемента на поверхности…
- Задание 15 №00047722 — Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции…
- Задание 15 №00047721 — Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции…
- Задание 15 №00047708 — Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется…
- Задание 15 №00047706 — Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется…