Под действием силы лоренца альфа частица движется по окружности (3 видео)

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике из демоверсии

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: электродинамика (изменение физических величин в процессах).

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

Частота обращения α-частицы

Содержание

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике
Под действием силы лоренца альфа частица движется по окружности
Под действием силы лоренца альфа частица движется по окружности
📽️ Видео

Видео:Урок 276. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном полеСкачать

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике

На частицу действует сила Лоренца

Движение по окружности — это движение с центростремительным ускорением. По второму закону Ньютона

По условию — кинетическая энергия уменьшается. При уменьшении кинетической энергии уменьшается и скорость частицы. Если скорость частицы уменьшится, то ускорение частицы тоже уменьшится.

Линейная скорость нашей частицы:

ω — угловая скорость
R — радиус окружности

Угловая скорость находится по формуле:

ν — частота обращения

Итак, что происходит со скоростью мы знаем (скорость уменьшится), но что происходит с радиусом R?
Найдем связь между скоростью и радиусом. Для этого воспользуемся центростремительным ускорением.

получаем выражение для частоты

как видим в формуле для частоты — нет скорости, значит она не зависит от υ и следовательно — не меняется.

Видео:Правило рук 👋 КАК ЛЕГКО определять НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ??Скачать

Под действием силы лоренца альфа частица движется по окружности

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:

3) не изменилась

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:

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:

Видео:Альфа частица движется по окружности в однородном магнитном полеСкачать

Под действием силы лоренца альфа частица движется по окружности

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:

3) не изменилась

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Индукция магнитного поля

Модуль силы Лоренца

Радиус окружности, по которой двигается заряженная частица в однородном магнитном поле, равен где m — масса частицы, — её скорость, q — её заряд, B — индукция магнитного поля. По условию радиус остался тем же, масса частицы была уменьшена в 4 раза, скорость не изменилась, заряд уменьшился в 2 раза, из этого можно сделать вывод, что индукция магнитного поля уменьшилась в 2 раза.