Похожие вопросы
2026-04-05 04:11:49
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. После замены магнита по окружности того же радиуса между полюсами нового магнита стала двигаться α-частица, обладающая той же скоростью, что и протон. Как изменились индукция магнитного поля и модуль силы Лоренца, действующей на α-частицу? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилось; 2) уменьшилось; 3) не изменилось. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.
| Индукция магнитного поля | Модуль силы Лоренца |
|---|---|
| | |
Физика 11 класс Движение заряженных частиц в магнитном поле Новый
2026-04-05 04:12:39
Дано: частица движется по окружности радиуса r в однородном магнитном поле со скоростью v. Сила Лоренца обеспечивает центростремительное ускорение.
- Запишем равенство центростремительной и магнитной сил (для движения перпендикулярно полю):
m v^2 / r = q v B. Отсюда B = m v / (q r).
- Для протона: масса m_p, заряд q_p = +e, значит
B1 = m_p v / (e r).
- Для α-частицы: масса m_α ≈ 4 m_p, заряд q_α = +2e, значит
B2 = m_α v / (q_α r) = (4 m_p v) / (2 e r) = 2 (m_p v / (e r)) = 2 B1.
Следовательно индукция магнитного поля увеличилась (увеличилась в 2 раза).
- Модуль силы Лоренца можно найти либо как F = q v B, либо как центростремительную F = m v^2 / r. Для протона F1 = m_p v^2 / r. Для α-частицы
F2 = m_α v^2 / r = 4 m_p v^2 / r = 4 F1.
Следовательно модуль силы Лоренца увеличился (в 4 раза).
Итог (цифрами: 1 — увеличилось, 2 — уменьшилось, 3 — не изменилось):
- Индукция магнитного поля: 1
- Модуль силы Лоренца: 1