В однородном магнитном поле, индукция которого 
протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.
Магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу силой Лоренца 
где 
с ускорением, равным по второму закону Ньютона 
где q = e — заряд протона, m — масса протона.Так как это равномерное движение по окружности, то центростремительное ускорение равно 
Объединяя формулы, получаем: 
Находим, что 
откуда скорость протона:
Ответ: 8000 м/с.
| № этапа | Содержание этапа решения | Чертеж, график, формула | Оценка этапа в баллах |
| 1 | Записано уравнение связывающее на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на протон, с модулем центростремительного ускорения: |  | 1 |
| 2 | Уравнение преобразовано к виду, устанавливающему связь между скоростью электрона и радиусом орбиты: |  | 1 |
| 3 | Подставлены значения физических величин и получен ответ в числовой форме: |  | 1 |
| Максимальный балл | 3 | ||
В однородном магнитном поле с индукцией 
протон движется перпендикулярно вектору 
индукции со скоростью 
Определите радиус траектории протона.
Протон движется в магнитном поле под действием силы Лоренца 
По второму закону Ньютона 
При этом протон движется по окружности с центростремительным ускорением 
где m — масса протона, q — заряд протона.
Объединяя формулы, выражаем радиус окружности, по которой движется протон:
Ответ: 5 м.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) сделан правильный рисунок с указанием сил, действующих на контур; III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); IV) представлены необходимые математические преобразования и расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пунктам И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт V, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Наверх