Тема . №25 Геометрическая оптика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.10 Магнитное поле. Сила Лоренца. Сила Ампера (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2026)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 геометрическая оптика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#126063

Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 174 В,  попадает в магнитное поле шириной h =4 см  , направленное перпендикулярно плоскости движения. Найдите минимальный модуль магнитной индукции, при которой он протон не сможет пройти поле. Силой тяжести можно пренебречь.

PIC

Источники: ЕГЭ 2025

Показать ответ и решение

PIC

При прохождении через ускоряющую разность потенциалов электрическое поле совершают работу над частицей, при этом частица приобретает кинетическую энергию:

A = Eкин

Здесь A = qU  - работа электрического поля,       mv2
Eкин = -2--  - кинетическая энергия частицы в момент попадания в магнитное поле.

       2
qU = mv--
      2

Откуда квадратскорости равен:

 2  2qU-
v =  m

Скорость же равна:

   ∘ ----
v =  2qU-
      m

В магнитном поле частица своершит движение по полуокружности с радиусом R.
В магнитном поле не частицу действует сила Лоренца, равная Fl = qvB sin α= qvB  , угол      ∘
α= 90 , при этом движение будет осуществляться по дуге окружности с центростремительным ускорением:

   v2
a= -R.

Запишем второй закона Ньютона:

                 2
Fl = ma ⇔ qvB = mv-
                R

Подставим квадрат скорости:

 ∘----
   2qU--   m-⋅2qU-
q  m  B =  Rm

Сократим величины и возведем в квадрат:

2qUB2   4U2
--m---= -R2-

Выразим отсюда модуль магнитной индукции:

    ∘-----
B =   2Um-
      qR2

Чтобы протон не смог преодолеть магнитное поле, необходимо чтобы радиус траектории R  был меньше, чем ширина магнитного поля h  . Рассмотрим предельный случай, когда R = h  , и вычислим для него модуль магнитной индукции:

    ∘ ----- ∘ -----------------
B =   2Um-=   2-⋅174⋅1,673⋅10−27≈ 47,7 ⋅10−3 Тл= 47,7 мТ л
       qh2      1,6⋅10−19⋅0,042
Ответ:

    ∘ 2Um--
B =    qh2  ≈47,7 м Тл

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записан второй закон Ньютона, записана формула силы Лоренца в соответствии с кодификатором, записана формула центростремительного ускорения);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!