Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 17 № 11940

Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота её обращения, если уменьшить её кинетическую энергию?

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.

 

Ускорение α-частицыЧастота обращения

α-частицы

Спрятать решение

Решение.

При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле по окружности параметры системы связаны между собой соотношениями

 

F_Л=q\upsilon B,

 

ma_{ц.с}=F_Л равносильно a_{ц.с} = дробь, числитель — q\upsilon B, знаменатель — m .

При уменьшении кинетической энергии уменьшается и скорость частицы. Если скорость частицы уменьшится, то ускорение частицы тоже уменьшится.

Рассмотрим второе уравнение ещё раз и выразим из него радиус обращения частицы:

 

ma_{ц.с}=F_Л равносильно m дробь, числитель — \upsilon в степени 2 , знаменатель — R =q\upsilon B равносильно R= дробь, числитель — m\upsilon , знаменатель — qB .

Частота обращения частицы обратно пропорциональна периоду: \nu = дробь, числитель — 1, знаменатель — T = дробь, числитель — \upsilon , знаменатель — 2 Пи R . Радиус обращения частицы прямо пропорционален её скорости, следовательно, при изменении скорости отношение скорости и радиуса остаётся неизменным, то есть частота обращения частицы не изменяется.

 

Ответ: 23.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2020 по физике.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.1.8 Движение точки по окружности. Угловая и линейная скорость точки, 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО, 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина