Задание 15

Электродинамика: анализ процессов и соответствие · 46 заданий

Задание №15
№15
Световой пучок переходит из воздуха в керосин (см. рисунок). Что происходит при этом переходе с частотой электромагнитных колебаний в световой волне и…
Законы преломления света
Задание №15
№15
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в катушке индуктивности идеального колебательного контура. Графики А и Б представляют изм…
Колебательный контур
Задание №15
№15
Катушка индуктивности идеального колебательного контура длительное время подключена к источнику постоянного напряжения (см. рис.). В момент t = 0 ключ…
Колебательный контур
Задание №15
№15
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью v. Что произойдёт с радиус…
Сила Лоренца, её направление и величина
Задание №15
№15
В первом опыте частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью v. Во второ…
Сила Лоренца, её направление и величина
Задание №15
№15
Резистор R₁ и реостат R₂ подключены последовательно к источнику напряжения U (см. рис.). Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на реостате R₂, е…
Закон Ома для участка цепи
Задание №15
№15
Резистор R₁ и реостат R₂ подключены последовательно к источнику напряжения U (см. рис.). Как изменятся сила тока в цепи и напряжение на реостате R₂, е…
Закон Ома для участка цепи
Задание №15
№15
Заряженный конденсатор подключили к резистору, и конденсатор стал разряжаться. Как меняются в процессе разрядки конденсатора его заряд и энергия элект…
Энергия заряженного конденсатора
Задание №15
№15
Заряженный конденсатор подключили к резистору, и конденсатор стал разряжаться. Как меняются в процессе разрядки конденсатора его электроёмкость и разн…
Конденсатор
Задание №15
№15
Плоская световая волна переходит из воздуха в глицерин (см. рис.). Что происходит при этом переходе с частотой электромагнитных колебаний в световой в…
Законы преломления света
Задание №15
№15
В первом опыте частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиусом R со скоростью v. Во второ…
Сила Лоренца, её направление и величина
Задание №15
№15
Конденсатор подсоединили к источнику тока, и он стал заряжаться. Как меняются в процессе зарядки конденсатора электроёмкость конденсатора и энергия эл…
Конденсатор

Задание №15 — Заряженные частицы в электромагнитном поле

В первом опыте частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью v. Во втором опыте та же частица движется в том же магнитном поле по окружности меньшего радиуса. Как при переходе от первого опыта ко второму изменились кинетическая энергия частицы и частота её обращения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

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

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Частица движется по окружности под действием силы Лоренца $F=qvB$ , играющей роль центростремительной силы. По второму закону Ньютона:

$qvB=\dfrac{mv^2}{R}$ , откуда $R=\dfrac{mv}{qB}$ и $v=\dfrac{qBR}{m}$ .

Во втором опыте радиус меньше при тех же $q$ , $m$ , $B$ , значит меньше и скорость. Кинетическая энергия $E_{\text{к}}=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{q^2B^2R^2}{2m}$ уменьшилась — характер изменения 2.

Период обращения $T=\dfrac{2\pi R}{v}=\dfrac{2\pi m}{qB}$ , поэтому частота обращения $\nu=\dfrac{1}{T}=\dfrac{qB}{2\pi m}$ определяется только зарядом, массой частицы и индукцией поля. Все они не изменились, значит частота обращения не изменилась — характер изменения 3.

Ответ: 23