Самообразование
Главная > 2017: ЕГЭ, ОГЭ Предметы > ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Типовые экзаменационные варианты.

Вариант 10. Задание 17. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Решение

Задание 17. Протон в однородном магнитном поле движется по окружности. Чтобы в этом поле двигалась по окружности с той же скоростью а-частица, центростремительное ускорение а-частицы и период её обращения по сравнению с протоном должны:

1) увеличиться

2) уменьшиться

3) не измениться

Решение.

На заряженную частицу (протон) со стороны магнитного поля действует сила Лоренца , где q – заряд частицы; v – скорость частицы; B – напряженность магнитного поля. Так как протон движется по окружности, то магнитное поле направлено перпендикулярно его движению, то есть  и сила Лоренца в данном случае запишется в виде

.

В соответствии со вторым законом Ньютона, силу Лоренца также можно записать как

,        (1)

где  - центростремительное ускорение. Получаем значение для радиуса окружности R:

Теперь вычислим изменение радиуса окружности для альфа-частицы, движущейся с той же скоростью. Альфа-частица имеет в своем составе два протона и два нейтрона, то есть ее масса в 4 раза больше массы протона, а заряд в 2 раза больше заряда протона. В итоге получаем:

,

то есть радиус окружности увеличится в 2 раза.

Период обращения – это время, за которое альфа-частица сделает один полный круг. Так как радиус увеличился в 2 раза, а скорость осталась прежней, то период обращения увеличится.

Для центростремительного ускорения альфа-частицы  из (1) имеем формулу:

,

то есть центростремительное ускорение уменьшается в 4 раза по сравнению с центростремительным ускорением протона.

Ответ: 21.

Автор: С.М. Балакирев
Формат книги: pdf
Дата написания: 2017 г.
Объем: 70 стр.

Другие задания варианта:

Темы раздела