Задание 17. α-частица движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по таким же траекториям стали двигаться протоны, обладающие той же скоростью. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Решение.
На
α-частицу со стороны магнитного поля действует сила Лоренца 
, где q – заряд
частицы; v – скорость
частицы; B – модуль магнитной индукции магнитного поля. Так как α-частица 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
,
где
-
центростремительное ускорение. Получаем значение индукции напряженности
магнитного поля:
и сила Лоренца
.
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.
Следовательно, сила Лоренца в случае протонов, станет равной:
(уменьшится в 4 раза), а индукция магнитного поля:
(уменьшится в 2 раза).
Ответ: 22.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: