Задание 21 ЕГЭ по физике · B5C430
Движение протона в скрещенных полях
В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью Е⃗ и магнитное поле с индукцией В⃗ . Поля однородные, Е⃗ ⊥В⃗ . В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен Е⃗ и В⃗ , как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Объясните, как изменится начальный участок траектории протона, если напряжённость электрического поля увеличить. В ответе укажите, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На протон действуют электрическая сила и магнитная сила Лоренца. Так как протон имеет положительный заряд, электрическая сила направлена так же, как вектор E⃗, то есть вправо.
Fэ=qE
При начальной скорости, направленной вверх, и магнитном поле, направленном в плоскость рисунка, сила Лоренца направлена влево.
Fл=qvB
Прямолинейное движение возможно, потому что силы противоположны и равны по модулю.
qE=qvB
После увеличения напряжённости электрического поля электрическая сила возрастёт, а магнитная сила при неизменной начальной скорости в первый момент останется прежней. Поэтому равенство сил нарушится: результирующая сила будет направлена вправо.
qE′>qvB
Под действием результирующей силы протон получит ускорение вправо. Начальный участок траектории искривится вправо относительно прежней прямой; скорость протона при этом начнёт изменяться, поэтому магнитная сила далее также будет изменяться.
F⃗рез=qE⃗+q(v⃗×B⃗)
Fэ=qE
При начальной скорости, направленной вверх, и магнитном поле, направленном в плоскость рисунка, сила Лоренца направлена влево.
Fл=qvB
Прямолинейное движение возможно, потому что силы противоположны и равны по модулю.
qE=qvB
После увеличения напряжённости электрического поля электрическая сила возрастёт, а магнитная сила при неизменной начальной скорости в первый момент останется прежней. Поэтому равенство сил нарушится: результирующая сила будет направлена вправо.
qE′>qvB
Под действием результирующей силы протон получит ускорение вправо. Начальный участок траектории искривится вправо относительно прежней прямой; скорость протона при этом начнёт изменяться, поэтому магнитная сила далее также будет изменяться.
F⃗рез=qE⃗+q(v⃗×B⃗)
Пример ответа
Начальный участок траектории протона искривится вправо: после увеличения E сила qE станет больше противоположной ей силы Лоренца, поэтому результирующая сила и ускорение будут направлены вправо.
Источник: Открытый банк ФИПИ B5C430
Похожие задания
21В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью <?import namespace = m urn =…Движение протона в скрещенных полях · 67238921В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A
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.