Задание 25 ЕГЭ по физике · 59DF22
Индукция магнитного поля иона
Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />B⃗ (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду mq = 5·10–7 кг/Кл. Определите значение модуля индукции магнитного поля. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При ускорении в электрическом поле работа поля переходит в кинетическую энергию иона. Начальной кинетической энергией можно пренебречь.
qU=mv22
В магнитном поле ион движется по окружности, поскольку скорость перпендикулярна вектору магнитной индукции. Сила Лоренца является центростремительной силой.
∣q∣vB=mv2R
Из уравнения движения в магнитном поле выразим скорость: v=∣q∣BRm. Подставляя её в закон сохранения энергии, получаем формулу для магнитной индукции.
B=1R
Переведём напряжение в СИ и подставим значения.
B=10,2=5⋅=0,5 Тл
qU=mv22
В магнитном поле ион движется по окружности, поскольку скорость перпендикулярна вектору магнитной индукции. Сила Лоренца является центростремительной силой.
∣q∣vB=mv2R
Из уравнения движения в магнитном поле выразим скорость: v=∣q∣BRm. Подставляя её в закон сохранения энергии, получаем формулу для магнитной индукции.
B=1R
Переведём напряжение в СИ и подставим значения.
B=10,2=5⋅=0,5 Тл
Пример ответа
Модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл.
Источник: Открытый банк ФИПИ 59DF22
Похожие задания
25Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=10^(3)…Индукция магнитного поля иона · B8648F25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 071894
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.