Задание 21 ЕГЭ по физике · FCBBA3
Отклонение протона в полях
В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью Е⃗ и магнитное поле 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. Куда отклонится протон на начальном участке траектории, если его скорость уменьшить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Протон имеет положительный заряд, поэтому электрическая сила направлена по направлению напряжённости электрического поля E⃗ — вправо.
F⃗э=eE⃗
Так как скорость протона направлена вверх, а магнитное поле направлено вглубь рисунка, по правилу левой руки или по векторному произведению магнитная сила Лоренца направлена влево.
F⃗м=e v⃗×B⃗
Изначально протон движется прямолинейно, следовательно, равнодействующая сил равна нулю: электрическая и магнитная силы равны по модулю и противоположны по направлению.
eE=evB
При уменьшении скорости протона электрическая сила не изменяется, поскольку напряжённость поля постоянна, а магнитная сила уменьшается, так как пропорциональна скорости.
Fм=evB
Электрическая сила становится больше магнитной, поэтому равнодействующая направлена вправо, то есть по направлению электрического поля. Протон начнёт отклоняться вправо.
Fэ>Fм
F⃗э=eE⃗
Так как скорость протона направлена вверх, а магнитное поле направлено вглубь рисунка, по правилу левой руки или по векторному произведению магнитная сила Лоренца направлена влево.
F⃗м=e v⃗×B⃗
Изначально протон движется прямолинейно, следовательно, равнодействующая сил равна нулю: электрическая и магнитная силы равны по модулю и противоположны по направлению.
eE=evB
При уменьшении скорости протона электрическая сила не изменяется, поскольку напряжённость поля постоянна, а магнитная сила уменьшается, так как пропорциональна скорости.
Fм=evB
Электрическая сила становится больше магнитной, поэтому равнодействующая направлена вправо, то есть по направлению электрического поля. Протон начнёт отклоняться вправо.
Fэ>Fм
Пример ответа
Протон отклонится вправо, в сторону электрической силы и по направлению вектора E.
Источник: Открытый банк ФИПИ FCBBA3
Похожие задания
21В 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 · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
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.