Главная
Каталог задач
Каталог заданий по ЕГЭ - Физика
Магнитное поле. Изменение физических величин в процессах

Тема №15 Электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

03 Магнитное поле. Изменение физических величин в процессах

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №15 электродинамика (изменение физических величин в процессах и установление соответствия)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14138

Частица массой $m$ , несущая заряд $q$ , движется в однородном магнитном поле с индукцией $B$ по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Как изменится радиус траектории и кинетическая энергия частицы при уменьшении скорости ее движения? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

|-----------------|--------------------------| |Р-адиус-траектории-|Кинетическая-энергия-частицы-| ---------------------------------------------|

Основная волна 2020

Показать ответ и решение

А) По второму закону Ньютона:

mv2 mv F = ma ⇔ qvB = -R--⇒ R = qB-

Скорость уменьшается, следовательно, радиус тоже уменьшится.
Б) Кинетическая энергия:

E = mv2- 2

Скорость уменьшается, следовательно, кинетическая энергия уменьшается

Ответ: 22

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#14139

Частица массой $m$ , несущая заряд $q$ , движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Как изменятся радиус орбиты и сила Лоренца, действующая на частицу, если её скорость уменьшится? 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.

|-------------|---------------------| |Радиус орбиты| Сила Л оренца, | |--частицы----|действующ-ая на-частицу| | | | -------------------------------------

Демоверсия 2019

Показать ответ и решение

А) Запишем второй закон Ньютона:

mv2 mv qvB = -R--⇒ R =-qB-

Следовательно радиус уменьшится.
Б) Сила Лоренца равна:

F = qvB

Следовательно, сила Лоренца уменьшится

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#14141

Протон в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца движется по окружности радиусом $r$ . В этом же поле по окружности с таким же радиусом стала двигаться $α$ –частица. Как изменились период обращения в магнитном поле и модуль импульса $α$ – частицы по сравнению с протоном? 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.

|----------------|----------------| |П-ериод-обращ-ения-|М-одуль импульса| | | | ----------------------------------

Досрочная волна 2019

Показать ответ и решение

Из второго закона Ньютона:

mv2 qBr qvB = -R--⇒ v = -m--

Поскольку массы и заряды протона и $α$ –частицы связаны соотношениями

mα ≈ 4mp qα = 2qp

заключаем, что при таком же радиусе окружности, скорость $α$ – частицы должна быть в 2 раза меньше скорости протона.
А) Период же равен:

T = 2πr-= 2πmv-= 2πm- v qBv qB

Так как $m α ≈ 4mp$ , а $qα = 2qp$ он увеличится.
То есть период увеличится в 2 раза.
Б) Импульс:

p= m αvα

Масса увеличится в 4 раза, а скорость уменьшится в 2 раза, значит, импульс увеличится в 2 раза.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#14144

Частица массой $m$ , несущая заряд $q$ , движется в однородном магнитном поле с индукцией $B$ по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Как изменится радиус траектории и период обращения частицы при уменьшении скорости ее движения?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

|-----------------|-----------------| |Радиус траектории|П ериод обращ ения | |-----------------|-----------------| -------------------------------------

Показать ответ и решение

1) Радиус траектории – 2
На частицу будет действовать сила Лоренца, которая будет создавать центростремительное ускорение

v2 qvB = m R-

Отсюда радиус траектории равен

R = mv qB

Значит при уменьшении скорости радиус траектории тоже уменьшается.
2) Период обращения – 3
Период обращения равен

T = 2πR- v

Из первого пункта подставим радиус и получим

T = 2πm- qB

Получили, что период не зависит от скорости, а значит и не будет изменяться.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#14147

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила Лоренца, действующая на электрон, и период его обращения, если уменьшить его кинетическую энергию?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.

|----------------------|------------------| | Сила Л оренца, | Период обращ ения | |действующая-на электрон------------------| -------------------------------------------

Показать ответ и решение

Сила Лоренца, действующая на электрон – 2
Сила Лоренца:

FL = Bvqsinα

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $v$ – скорость заряда, $q$ – заряд, $α$ – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Кинетическая энергия находится по формуле:

2 E = mv-, 2

$m$ – масса. Так как кинетическая энергия уменьшается, а масса остается неизменной, то уменьшается скорость частицы, а значит и уменьшается сила Лоренца, действующая на частицу.
Период обращения – 3
Второй закон Ньютона:

FL = ma цс

Распишем центростремительное ускорение, как $v2 -R$

2 Bvq = mv-- R

Выразим радиус вращения

R = mv Bq

Период же находится по формуле:

2πR T = -v--

Подставив в формулу периода радиус, получим

T = 2πm- Bq

Так как период не зависит от скорости, значит он не зависит от кинетической энергии (так как масса не изменяется), следовательно, период не изменяется.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#14148

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила Лоренца, действующая на электрон, и период его обращения, если увеличить его кинетическую энергию?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.

|----------------------|------------------| | Сила Л оренца, | Период обращ ения | |действующая-на электрон------------------| -------------------------------------------

Показать ответ и решение

Сила Лоренца, действующая на электрон – 1
Сила Лоренца:

FL = Bvqsinα

2 E = mv-, 2

$m$ – масса. Так как кинетическая энергия увеличивается, а масса остается неизменной, то увеличивается скорость частицы, а значит и увеличивается сила Лоренца, действующая на частицу.
Период обращения – 3
Второй закон Ньютона:

FL = ma цс

Распишем центростремительное ускорение, как $v2 -R$

2 Bvq = mv-- R

Выразим радиус вращения

R = mv Bq

Период же находится по формуле:

2πR T = -v--

Подставив в формулу периода радиус, получим

T = 2πm- Bq

Ответ: 13

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#14150

Маленький шарик массой $m$ и зарядом $q$ , закрепленный тонкой непроводящей нитью, вращается на гладкой поверхности по окружности с постоянной по модулю скоростью $v$ в однородном магнитном поле $⃗B$ . Как изменятся сила Лоренца и сила натяжения нити, если увеличить массу шарика.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится.

|-Сила-Лоренца-|-Сила натяжения-нити| |--------------|-------------------| ------------------------------------

Показать ответ и решение

Сила Лоренца – 3
Сила Лоренца находится по формуле:

FL = Bvqsinα

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $v$ – скорость заряда, $q$ – заряд, $α$ – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. Она не зависит от массы, а значит она неизменна.
Сила натяжения нити – 1
Второй закон Ньютона:

⃗F + ⃗T = ma L

где $T$ – сила натяжения нити. Согласно правилу левой руки, сила Лоренца будет направлена вдоль радиус-вектора, выходящего из центра окружности. Тогда Второй закон Ньютона можно переписать в виде

T = ma ± FL

Так как сила Лоренца не зависит от массы, то сила натяжения нити будет увеличиваться.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#17847

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.

|-----------------|---------------------| |-С-ила-Л-оренц-а-|П-ери-од-обращ-ени-я-| | | | ----------------------------------------

Показать ответ и решение

При движении электрона в магнитном поле на него действует сила Лоренца, при этом электрон движется по окружности. Запишем второй закон Ньютона: $ma = Fл$

mv2 -R--= qvB

v-= qB- R m

Кинетическая энергия находится по формуле $E = mv2- кин 2$ , если ее увеличить, то скорость электрона вырастет, значит сила Лоренца $Fл = qvB$ , тоже увеличится. А — 1.
Период обращения найдем по формуле:

2π 2πR 2πm T = ω-= -v--= -qB-

Так как масса электрона, его заряд и внешнее магнитное поле не менялись, то и период обращения не изменится. Б — 3

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#64490

В первом опыте частица массой $m$ , несущая заряд $q$ , движется в однородном магнитном поле с индукцией $B$ по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Во втором опыте та же частица движется в том же магнитном поле по окружности большего радиуса. Как при переходе от первого опыта ко второму изменились кинетическая энергия частицы и период её обращения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

|-------------------|-------------------| |Кинетическая энергия |П ериод её обращ ения| | частицы | | |-------------------|-------------------| ----------------------------------------|

Показать ответ и решение

А) По второму закону Ньютона:

mv2 qBR F =ma ⇔ qvB = -R--⇒ v =-m--

Так как радиус увеличивается, то скорость увеличивается.

Кинетическая энергия:

2 E = mv-- 2

Скорость увеличивается, следовательно, кинетическая энергия увеличивается.

Б) Период обращения:

2πR 2πmv 2πm T = -v--= -qBv-= -qB-,

то есть период не изменяется с увеличением скорости.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#65077

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся время одного оборота электрона и радиус окружности, по которой он движется, если увеличить его скорость?

|-------------------|-----------------| |Время-одного-оборота-|Радиус окружности| --------------------------------------|

Показать ответ и решение

Время одного оборота – период обращения. Второй закон Ньютона:

FL = ma цс

Распишем центростремительное ускорение, как $v2 R$ , а силу Лоренца как:

FL = Bvqsinα

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $v$ – скорость заряда, $q$ – заряд, $α$ – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.

mv2 Bvq = -R--

Выразим радиус вращения

R = mv Bq

Период же находится по формуле:

2πR- T = v

Подставив в формулу периода радиус, получим

2πm T = -Bq-

Так как период не зависит от скорости, значит он не зависит от кинетической энергии (так как масса не изменяется), следовательно, период не изменяется.
Радиус окружности из второго закона Ньютона

mv R = Bq-.

так как $v$ увеличивается, то радиус увеличивается.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#84727

Ион натрия движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила, действующая на ион в магнитном поле, и частота его обращения, если уменьшить модуль вектора магнитной индукции магнитного поля? Скорость иона остаётся неизменной. 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.

|---------------------|---------------------| | Сила, действую щая |Частота обращения иона |на ион-в магнитном поле--------------------| ---------------------------------------------

Показать ответ и решение

На ион действует сила Лоренца, которая равна

Fl = qvB,

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $v$ – скорость заряда, $q$ – заряд, $α$ – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
То есть, сила Лоренца уменьшится.
Частота равна

ν = -v-- 2πR

Второй закон Ньютона:

FL = ma цс

Распишем центростремительное ускорение, как $v2 R$

2 Bvq = mv-- R

Выразим радиус вращения

R = mv Bq

Тогда

Bq ν = 2πm-

то есть, частота уменьшится.

Ответ: 22

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#91695

Частица массой $m$ , несущая заряд $q$ , движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Как изменятся радиус орбиты и сила Лоренца, действующая на частицу, если её скорость увеличится? 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.

|-------------|---------------------| |Радиус орбиты| Сила Л оренца, | |--частицы----|действующ-ая на-частицу| | | | -------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

А) Запишем второй закон Ньютона:

mv2 mv qvB = -R--⇒ R =-qB-

Следовательно радиус увеличится.
Б) Сила Лоренца равна:

F = qvB

Следовательно, сила Лоренца увеличится.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#91780

Частица массой $m,$ несущая заряд $q,$ движется в однородном магнитном поле с индукцией $B$ по окружности радиусом $R$ со скоростью $v$ . Как изменятся радиус орбиты и сила Лоренца, действующая на частицу, если её скорость уменьшится? 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.

|-Радиус-орбиты-части-цы-|Сила-Л-ор-енц-а,-действую-щая-на-частицу-| |-----------------------|------------------------------------| --------------------------------------------------------------

Показать ответ и решение

А) Запишем второй закон Ньютона:

mv2 mv qvB = -R--⇒ R =-qB-

Следовательно радиус уменьшится.
Б) Сила Лоренца равна:

F = qvB

Следовательно, сила Лоренца уменьшится.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#92330

Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. Как изменятся по сравнению с протоном модуль силы Лоренца и период обращения $α$ -частицы, если она будет двигаться в этом же поле по окружности с той же скоростью?
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.

|--------------------|------------------| |М-одул-ь силы-Л-оренц-а|П-ериод-обращ-ения| | | | -----------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

А) Сила Лоренца:

F = qBV

Заряд альфа-частицы больше, значит и сила Лоренца увеличится.
Б) Период же равен:

2πr 2πmv 2πm T = v--= -qBv-= -qB-

Так как $m α ≈ 4mp$ , а $qα = 2qp$ он увеличится.
То есть период увеличится.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#96098

$α$ -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:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------------|---------------------| |И-ндукция м-агнитного-поля|М-одуль силы-Л-оренца| | | | ------------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

A) Модуль силы Лоренца:

F = qvB

Распишем второй закон Ньютона:

F = qvB = ma

Центростремительное ускорение найдем как:

v2 a = R

Соединим формулы и выразим индукцию:

mv B = qR-

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, то есть индукция уменьшится в 2 раза.
Б) Сила Лоренца в свою очередь:

mv mv2 F = qv⋅qR-= -R--

Сила Лоренца уменьшится в 4 раза.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#96190

$α$ -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 кинетической энергией. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца?
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.

|-------------------------|---------------------| |И-ндукция м-агнитного-поля|М-одуль силы-Л-оренца| | | | ------------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Проанализируем условие задачи: альфа-частицу меняют на протон, 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.
Кинетическая энергия не меняется: $2 E = mv-- 2$ , масса уменьшается в 4 раза, значит скорость должна увеличиться в $22$ раза.
Раберем каждый пункт:
А) Модуль силы Лоренца:

F = qvB

Распишем второй закон Ньютона:

F = qvB = ma

Центростремительное ускорение найдем как:

v2 a = R-

Соединим формулы и выразим индукцию:

B = mv- qR

Масса уменьшается в 4 раза, заряд уменьшается в 2 раза, скорость увеличивается в 2 раза, следовательно - индукция не меняется.
Б) Модуль силы Лоренца:

F = qvB

Индукция не меняется, заряд уменьшается в 2 раза, скорость увеличивается в 2 раза, следовательно - сила Лоренца не меняется.

Ответ: 33

Предыдущий раздел

Следующий раздел