Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике из демоверсии

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: электродинамика (изменение физических величин в процессах).

Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота ее обращения, если уменьшить ее кинетическую энергию?

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.

Ускорение α-частицы Частота обращения α-частицы
   

Разбор 17 задания ЕГЭ 2020 по физике

На частицу действует сила Лоренца

FЛ = qυB

Движение по окружности — это движение с центростремительным ускорением. По второму закону Ньютона

a = FЛ/m = qυB/m

По условию — кинетическая энергия уменьшается. При уменьшении кинетической энергии уменьшается и скорость частицы. Если скорость частицы уменьшится, то ускорение частицы тоже уменьшится.

Линейная скорость нашей частицы:

υ = ωR

где

ω — угловая скорость
R — радиус окружности

Угловая скорость находится по формуле:

ω = 2πν

где

ν — частота обращения

следовательно

υ = 2πνR

откуда

ν = υ/R

Итак, что происходит со скоростью мы знаем (скорость уменьшится), но что происходит с радиусом R?
Найдем связь между скоростью и радиусом. Для этого воспользуемся центростремительным ускорением.

aц = υ2/R

в нашем случае

a = qυB/m

получаем равенство

υ2/R = qυB/m

откуда

υ = qBR/m

получаем выражение для частоты

ν = qB/m

как видим в формуле для частоты — нет скорости, значит она не зависит от υ и следовательно — не меняется.

Ответ:
2 3

Опубликовано: 23.12.2019 Обновлено: 23.12.2019
Поделись с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

четыре × пять =