Задание № 3111 по физике: Магнитное поле

Магнитное полеОдин ответ · среднее

Протон и α-частица начинают движение из состояния покоя и ускоряются одинаковой разностью потенциалов, после чего влетают перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле. Считайте, что mα=4mpm_\alpha = 4m_p, qα=2qpq_\alpha = 2q_p. Радиус окружности α-частицы по сравнению с радиусом окружности протона

  1. Aбольше в 2 раза
  2. Bбольше в 4 раза
  3. Cравен ему
  4. Dбольше в 2\sqrt{2} раза
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • Dбольше в 2\sqrt{2} раза

Разбор

После ускорения qU=mv22qU = \frac{mv^2}{2}, откуда v=2qUmv = \sqrt{\frac{2qU}{m}}. В магнитном поле сила Лоренца создаёт центростремительное ускорение: qvB=mv2RqvB = \frac{mv^2}{R}, поэтому R=mvqBR = \frac{mv}{qB}. Подставляем скорость: R=1B2mUqR = \frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}. Тогда RαRp=mαmp⋅qpqα=42=2\frac{R_\alpha}{R_p} = \sqrt{\frac{m_\alpha}{m_p}\cdot\frac{q_p}{q_\alpha}} = \sqrt{\frac{4}{2}} = \sqrt{2}. Значит, радиус α-частицы больше в 2\sqrt{2} раза. Ответ «больше в 2 раза» получается, если считать скорости частиц одинаковыми. Ответ «больше в 4 раза» получается, если учесть только отношение масс.

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Магнитное поле»

Все 7 заданий темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Магнитное поле»

7 заданий по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Сколько заданий