Задание 15 ЕГЭ по физике

Question

$\alpha$-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
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Индукция магнитного поля | Модуль силы Лоренца

Accepted Answer

1) Распишем второй закон Ньютона для частицы под действием силы Лоренца:
$F_л=qVB$
$ma=F_л=qvB\sin\alpha~~(\sin\alpha\ в~этом~случае~равен ~1)$ $a=\frac{v^2}{R}$
$\frac{mv^2}{R}=qvB \Rightarrow B=\frac{mv}{qR}$
Для альфа частицы масса и заряд будут следующими: $4m~2q$
Для протона масса и заряд уже будут такими: $m~q$
Подставим в формулу для магнитной индукции массу и заряд частиц до замены магнита и после замены магнита:
$B_1=\frac{4mv}{2qR}=\frac{2mv}{qR}$
$B_2=\frac{mv}{qR}$
Делаем вывод, что модуль магнитного поля уменьшится
2) Формула силы Лоренца:
$F=qvB,$
так как заряд протона в $2$ раза меньше заряда альфа-частицы, и $B$ во втором опыте в два раза меньше, то сила Лоренца тоже будет уменьшаться.
Видеоразбор: https://www.youtube.com/embed/9MHcfxRvkIg?start=2404

Индукция магнитного поля	Модуль силы Лоренца

Задание 15 ЕГЭ по физике

Магнитное поле