Магнитное Поле — Задание 15 ЕГЭ по физике №00047721
Магнитное Поле
№2. Задание 15
ID: 00047721
Протон массой $m$ и зарядом $q$ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $B$ по окружности со скоростью $v$. Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) период обращения протона по окружности
Б) модуль ускорения протона
ФОРМУЛА
1) $\dfrac{2\pi m}{qB}$
2) $qvB$
3) $\dfrac{mv}{qB}$
4) $\dfrac{qvB}{m}$
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
Протон летит поперёк линий поля, поэтому на него действует сила Лоренца $F=qvB$. Она всё время перпендикулярна скорости и заворачивает протон по окружности. Других сил нет (тяжестью пренебрегаем).
Б) Ускорение. По второму закону Ньютона ускорение равно силе, делённой на массу:
$$a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{qvB}{m}.$$
Это формула 4. Формула 2, $qvB$, — это сама сила Лоренца, а не ускорение.
А) Период. Сила Лоренца служит центростремительной силой: $qvB=\dfrac{mv^2}{R}$, откуда радиус $R=\dfrac{mv}{qB}$ (это формула 3 — радиус, не период). Период — время одного оборота, длина окружности, делённая на скорость:
$$T=\dfrac{2\pi R}{v}=\dfrac{2\pi}{v}\cdot\dfrac{mv}{qB}=\dfrac{2\pi m}{qB}.$$
Это формула 1. Скорость сократилась: период в магнитном поле от скорости не зависит.
Итог: А — 1, Б — 4.
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 №00047720 — Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется…
- Задание 15 №00047708 — Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется…
- Задание 15 №00047706 — Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется…