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 — Сила Лоренца. Правило левой руки

В однородном магнитном поле между полюсами постоянного магнита под действием силы Лоренца движется по окружности α-частица. Как изменятся модуль силы Лоренца и частота обращения частицы, если в поле этого магнита по окружности такого же радиуса будет двигаться протон?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

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

Правильный ответ

Пояснение

Дано: α-частица: q₁ = 2e, m₁ = 4m_p; протон: q₂ = e, m₂ = m_p; B = const; R = const

Найти: характер изменения F_Л и ν - ?

Решение:
Сила Лоренца сообщает частице центростремительное ускорение: $q v B = \frac{m v^{2}}{R} ,$ откуда $v = \frac{q B R}{m} .$
Модуль силы Лоренца $F_{Л} = q v B = \frac{q^{2} B^{2} R}{m} .$
Для α-частицы $\frac{q^{2}}{m} = \frac{\left(2 e\right)^{2}}{4 m_{p}} = \frac{e^{2}}{m_{p}} ,$ для протона $\frac{q^{2}}{m} = \frac{e^{2}}{m_{p}} .$ Отношения одинаковы, значит сила Лоренца не изменится - позиция 3.
Частота обращения $\nu = \frac{q B}{2 \pi m} .$ Для α-частицы $\frac{q}{m} = \frac{2 e}{4 m_{p}} = \frac{e}{2 m_{p}} ,$ для протона $\frac{q}{m} = \frac{e}{m_{p}} ,$ то есть в 2 раза больше. Частота увеличится - позиция 1.

Ответ: 31

Источник: ФИПИ