ЕГЭ–2025, физика: задания, ответы, решения

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Тип Д34 B15 № 4960 Добавить в вариант

Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью $альфа$ -⁠частица, центростремительное ускорение, модуль силы Лоренца и энергия $альфа$ -⁠частицы по сравнению с протоном должны:

1)  увеличиться;

2)  уменьшиться;

3)  не измениться.

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

Центростремительное ускорение	Модуль силы Лоренца	Энергия частицы

Спрятать решение

Решение.

На заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, которая сообщает ей центростремительное ускорение:

$F_Л=qB v = дробь: числитель: m v в квадрате , знаменатель: R конец дроби равносильно R= дробь: числитель: m v , знаменатель: qB конец дроби .$

Поскольку массы и заряды протона и $альфа$ -⁠частицы связаны соотношениями:

$m_ альфа \approx 4 m_p, \quad q_ альфа = 2 q_p,$

заключаем, что радиус окружности, по которой будет двигаться $альфа$ -⁠частица, приблизительно в 2 раза больше, чем у протона. Следовательно, центростремительное ускорение будет меньше $левая круглая скобка a= дробь: числитель: v в квадрате , знаменатель: R конец дроби правая круглая скобка .$

Модуль силы Лоренца увеличится $F_Л=qB v .$ Увеличится и энергия, поскольку возрастет масса.

Ответ: 211.

Источники:

ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Урал. Вариант 1;

ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Урал. Вариант 5.

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.

Спрятать решение · Помощь