Все задания из банка ФИПИ в КЭС "Квантовая физика. Магнитное поле" к ЕГЭ по физике с ответами.
3.3 Магнитное поле
3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Для решения задач вам пригодится следующая теория:
«Если распoлoжить левую руку так, чтoбы линии магнитной индукции вхoдили в ладoнь, а вытянутые пальцы были направлены вдoль направления тoка в проводнике, тo oтведенный бoльшoй палец укажет направление действия силы Ампера, действующей на прoвoдник»
Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной Δl с силой тока I, находящийся в магнитном поле B.
Второе что пригодится, это правило буравчика.
Чтобы определить направление круговых линий магнитного поля, нужно воспользоваться правилом буравчика. Для проводника с током буравчик располагаем ручкой к наблюдателю (к нам), а резьбой в рисунок. Ручку начинаем крутить по часовой стрелке так, чтобы движение буравчика совпадало с движением тока в проводнике (ток течет от нас).
Выбор ответов (8)
Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Сила Архимеда, действующая на тело, полностью погружённое в жидкость, прямо пропорциональна объёму тела.
2) Теплопередача путём конвекции наблюдается в жидкостях и газах.
3) При последовательном соединении резисторов напряжения на всех резисторах одинаковы.
4) Вследствие интерференции электромагнитных волн происходит перераспределение энергии в пространстве: энергия концентрируется в максимумах и не поступает в минимумы интерференции.
5) Заряды атомных ядер изотопов химического элемента различны, но массы их одинаковы.
КЭС: 1.1 Кинематика
1.2 Динамика
1.3 Статика
1.4 Законы сохранения в механике
1.5 Механические колебания и волны
2.1 Молекулярная физика
2.2 Термодинамика
3.1 Электрическое поле
3.2 Законы постоянного тока
3.3 Магнитное поле
3.4 Электромагнитная индукция
3.5 Электромагнитные колебания и волны
3.6 Оптика
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
124
1) Да, силы Архимеда зависит от объема тела погруженного в среду.
2) Да, конвекция? - перемещения частиц присутствует в газах и жидкостях.
3) Нет, не факт, ведь по сути если сопротивления разные, то и падения напряжения на них тоже разное.
4) Да, волны при сложении дают усиление в точках резонанса или снижают силы друг друга если накладываются в противофазе.
5) Нет.
Номер: AA8BDA
Выберите один или несколько правильных ответов.
Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
1) Сопротивление внешней цепи увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, уменьшается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Сила натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличивается.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
1) Нет, Как видим количество витков на реостате уменьшается, значит сопротивление падает.
2) Нет. Силовые линии ”выходят” из северного полюса и ”входят” в южным (см. рис.)
3) Нет, ведь сопротивление уменьшили, значит ток увеличили.
4) Да, сила увеличится.
5) Да, на основании заключения 4.
Номер: 56DF4A
Выберите один или несколько правильных ответов.
Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Вблизи проводника справа от него находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
1) Сопротивление внешней цепи уменьшается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо.
3) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, уменьшается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
35
1) Нет, увеличивается, ведь количество витков на реостате становится больше.
2) Нет, от севера на юг, то есть влево.
3) Да, ведь сопротивление цепи возрастает.
4) Нет, уменьшается, ведь сила тока уменьшается.
5) Да, ведь сила Ампера помогала поддерживать вес, а теперь она сокращается, значит будет большее усилие на подвесы.
Номер: BD8B0A
Выберите один или несколько правильных ответов.
Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.
1) Сопротивление во внешней цепи источника увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, уменьшаются.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
34
1) Нет, уменьшается, так как уменьшаем количество витков на реостате.
2) Нет, вправо, так как магнит создает линии поля от севера на юг.
3) Да, так как уменьшили сопротивление.
4) Да, так как возрастает ток в цепи, в связи с снижением сопротивления.
5) Нет, увеличиваются, так как сила ампера направлена вниз.
Номер: 5624D7
Выберите один или несколько правильных ответов.
Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1, и её обмотка замкнута. Вид с торца катушек представлен на рисунке.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево.
1 Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2 в её центре, направлен к наблюдателю.
2 Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, увеличивается.
3 Сила тока в катушке №1 увеличивается.
4 В катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.
5 Модуль магнитного потока, пронизывающего катушку №2, уменьшается.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
При перемещении ползунка реостата влево сопротивление цепи уменьшается, сила тока увеличивается, магнитный поток, пронизывающий катушку №2 увеличивается, следовательно, по правилу Ленца, возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать изменение магнитного потока, вызвавшее данный ток, то есть магнитное поле катушки №2 будет направлено к нам.
1) Да, из рассуждений выше.
2) Да, из-за увеличения тока.
3) Да, сопротивление уменьшаем.
4) Нет, индукционный ток препятствует основному, поэтому направлен против часовой
5) Нет, увеличивается из рассуждений выше.
Номер: 3E42C2
Выберите один или несколько правильных ответов.
Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие данный процесс.
1) Сопротивление реостата увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены вправо.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, уменьшаются.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
234
1) Нет, при перемещении влево количество витков проволоки на реостате уменьшается, и сопротивление уменьшается.
2) Да, в магните создается магнитное поле от севера к югу.
3) Да, сила тока в цепи при уменьшении сопротивления увеличивается.
4) Да, ведь сила тока в цепи растет.
5) Нет, по правилу левой руки сила Ампера направлена вниз, значит она способствует натяжению подвесов.
Номер: 56B6ED
Выберите один или несколько правильных ответов.
Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения – так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.
1) Сопротивление реостата увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.
3) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, уменьшаются.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
12
1) Нет, увеличивается количество витков на реостате, увеличивается сопротивление.
2) Да, в магните магнитное поле проходит от северного полюса к южному.
3) Нет, сопротивление увеличивается, ток падает.
4) Нет, тока падает, сила Ампера тоже.
5) Нет, сила Ампера падает, натяжение увеличивается на подвесах.
Номер: D23139
Выберите один или несколько правильных ответов.
Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения – так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно наблюдаемых явлений.
1) Сопротивление реостата уменьшается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличиваются.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов
Ответ:
45
1) Нет, увеличивается количество витков на реостате, увеличивается сопротивление.
2) Нет, , в магните магнитное поле проходит от северного полюса к южному.
3) Нет, сопротивление растет, тока падает.
4) Да, тока падает, сила уменьшается.
5) Да, сила Ампера направленная вверх уменьшается, натяжение падает.
Номер: 9D383A
Краткий ответ (56)
Впишите правильный ответ.
На рисунке показаны сечения двух параллельных прямых длинных проводников и направления токов в них. Сила тока в проводниках одинакова. Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции созданного проводниками магнитного поля в точке А, расположенной на равном расстоянии от проводников? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
Вектор магнитной индукции направлен по касательной линиям магнитного поля, создаваемого вокруг проводника с током. Чтобы определить направление круговых линий магнитного поля, нужно воспользоваться правилом буравчика. Для проводника с током буравчик располагаем ручкой к наблюдателю (к нам), а резьбой в рисунок. Ручку начинаем крутить по часовой стрелке так, чтобы движение буравчика совпадало с движением тока в проводнике (ток течет от нас).
Следовательно, для правого проводника в точке А вектор магнитной индукции направлен по касательной вверх. Аналогично для второго проводника, там ток течет к наблюдателю и ручка буравчика будет крутиться против часовой стрелки, следовательно, в точке А вектор магнитной индукции также направлен по касательной вверх. Сложение двух векторов, направленных вниз, дает результирующий вектор направленный вверх.
Ответ: вверх.
Номер: 86C04F
Впишите правильный ответ.
Две частицы с одинаковыми массами и зарядами q и 2q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями u и 2u соответственно. Определите отношение модулей сил `F_1/F_2` , действующих на них со стороны магнитного поля.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
0,25
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
Тогда
`F_1/F_2 = (B*v*q)/(B*2v*2q)=1/4=0,25`.
Номер: 141EFE
Впишите правильный ответ.
На рисунке показаны сечения двух параллельных длинных прямых проводников и направления токов в них. Сила тока `I_1` в первом проводнике больше силы тока `I_2` во втором. Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля этих проводников в точке А, расположенной точно посередине между проводниками? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
Вектор магнитной индукции направлен по касательной линиям магнитного поля, создаваемого вокруг проводника с током. Чтобы определить направление круговых линий магнитного поля, нужно воспользоваться правилом буравчика. Для проводника с током буравчик располагаем ручкой к наблюдателю (к нам), а резьбой в рисунок. Ручку начинаем крутить по часовой стрелке так, чтобы движение буравчика совпадало с движением тока в проводнике (ток течет от нас).
Следовательно, для правого проводника в точке А вектор магнитной индукции направлен по касательной вниз. Аналогично для второго проводника, там ток течет к наблюдателю и ручка буравчика будет крутиться против часовой стрелки, следовательно, в точке А вектор магнитной индукции направлен по касательной вверх. Сложение двух векторов, направленных вниз, дает результирующий вектор вверх из за того, что ток в левой проводнике больше.
Ответ: вверх
Номер: D668FF
Впишите правильный ответ.
Прямолинейный проводник длиной L, по которому протекает ток I, помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции `vecB`.
Во сколько раз уменьшится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 3 раза, индукцию магнитного поля уменьшить в 6 раз, а силу тока в проводнике поддерживать прежней?
в раз(а)
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
2
Сила Ампера:
`F_a = BIlsinα`,
где B – модуль вектора магнитной индукции,
I – сила тока,
l – длина проводника,
α – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. Увеличивая длину проводника в 3 раза и уменьшая силу тока в 6 раза, сила Ампера уменьшится в 3/6=0.5 , то есть сила уменьшится в 2 раза.
Ответ: 2
Номер: 91A4F6
Впишите правильный ответ.
Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле с индукцией `vecB` так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила, действующая на сторону cd рамки со стороны внешнего магнитного поля? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
от наблюдателя
Используем правило левой руки, силовые линии входят в ладонь, 4 пальца по направлению тока на участке cd, а большой палец указывает на направление силы. В данном случае от наблюдателя
Номер: 3759F5
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из прямолинейных проводников (1–2, 2–3, 3–4) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции `vecB` направлен от наблюдателя (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 2–3? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
влево
Используем правило левой руки, силовые линии входят в ладонь, 4 пальца по направлению тока на участке 23, а большой палец указывает на направление силы. В данном случае влево.
Номер: 06310E
Впишите правильный ответ.
Протоны в однородном магнитном поле между полюсами магнита движутся по окружностям радиусом R под действием силы Лоренца. После замены магнита по окружностям тем же радиусом между полюсами стали двигаться α-частицы, обладающие такой же кинетической энергией, как и протоны. Как изменились индукция магнитного поля и скорость движения α-частиц по сравнению со скоростью протонов?
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.
Индукция магнитного поля / Скорость α-частиц
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
32
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
В нашем случае сила Лоренца равна центробежной.
А)
`Bvq*1=(mv^2)/R`
`B=(mv)/(qR)`
Масса альфа-частицы в четыре раза больше массы протона, следовательно, при сохранении кинетической энергии, скорость альфа-частиц меньше скорости протонов в два раза.
Заряд альфа-частицы в два раза больше заряда протона, тогда из формулы для индукции магнитного поля получаем, что индукция магнитного поля не изменилась.
`q_α = 2q_p`
`m_α ≈ 4m_p`
Б)
`Bvq*1=(mv^2)/R` отсюда скорость
`v=(qBR)/m`
Поскольку массы и заряды протона и α –частицы связаны соотношениями
Масса альфа-частицы в четыре раза больше массы протона, следовательно, при сохранении кинетической энергии, скорость альфа-частиц меньше скорости протонов в два раза.
Заряд альфа-частицы в два раза больше заряда протона, тогда из формулы для индукции магнитного поля получаем, что индукция магнитного поля не изменилась.
`m_α ≈ 4m_p`
`q_α = 2q_p`
заключаем, что при таком же радиусе окружности, скорость α – частицы должна быть в 2 раза меньше скорости протона.
Номер: 7CC600
Впишите правильный ответ.
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. Что произойдёт с радиусом орбиты и периодом обращения частицы, если её скорость не изменится, а заряд 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 частицы / Период обращения частицы
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
22
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
В нашем случае сила Лоренца равна центробежной.
`Bvq*1=(mv^2)/R`
отсюда R
`R =(mv)/(Bq)` то есть при увеличении заряда радиус уменьшится.
Что насчет периода обращения, то при уменьшении радиуса и той же скорости, он тоже уменьшится.
Номер: 711C0E
Впишите правильный ответ.
Прямолинейный проводник длиной L с током I помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции `vecB`. Во сколько раз уменьшится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а индукцию магнитного поля уменьшить в 4 раза? (Сила тока и расположение проводника в магнитном поле остаются неизменными.)
в раз(а)
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
2
Сила Ампера:
`F_a = BIlsinα`,
где B – модуль вектора магнитной индукции,
I – сила тока,
l – длина проводника,
α – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике. Увеличивая длину проводника в 2 раза и уменьшая силу тока в 4 раза, сила Ампера уменьшится в 2/4=0.5 , то есть сила уменьшится в 2 раза.
Ответ: 2
Номер: 1B3904
Впишите правильный ответ.
Два прямолинейных проводника помещены в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции магнитного поля `vecB`. Длина первого проводника равна L, сила протекающего по нему тока равна I. Длина второго проводника равна 0,8L, сила протекающего по нему тока равна 0,5I. Чему равно отношение `F_2/F_1`
модулей сил Ампера, действующих на проводники?
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
0,4
Сила Ампера:
`F_a = BIlsinα`,
где B – модуль вектора магнитной индукции,
I – сила тока,
l – длина проводника,
α – угол между вектором магнитного поля и направлением тока в проводнике.
Для 1 проводника:
`F_a = BIl`
Для 2:
`F_a = B0,5I*0,8l=0,4`
Получается соотношение 0,4/1=0,4
Номер: D0F00F
Впишите правильный ответ.
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. Что произойдёт со скоростью этой частицы и периодом её обращения в данном поле при увеличении её кинетической энергии?
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.
Скорость / Период обращения
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
13
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
В нашем случае сила Лоренца равна центробежной.
`Bvq*1=(mv^2)/R`
При этом увеличение кинетической энергии явно повлечет увеличение скорости при неизменной массе.
А вот увеличение скорости изменит радиус для обращения причем радиус возрастет пропорционально скорости, что видно из рассуждения.
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.
Номер: 528B03
Впишите правильный ответ.
Две частицы с зарядами q1 = q и q2 = 2q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями `υ_1=υ` и `υ_2=2υ` соответственно. Определите отношение модулей сил `F_1/F_2`, действующих на них со стороны магнитного поля.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
0,25
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
Для заряда q1
`F_1= Bvq`
Для заряда q2
`F_2 = B2v2q`
Как видим соотношение будет`F_1/F_2=1/4=0,25`
Номер: 603F0B
Впишите правильный ответ.
Протон p влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью `vecυ`,направленной влево. Вектор индукции `vecB` магнитного поля направлен вертикально вниз (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
к наблюдателю
По правилу левой руки линии магнитного поля входят в ладонь, направление положительного заряда по пальцам, большой палец на нас.
Номер: 70F97F
Впишите правильный ответ.
Электрон e влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью `vecυ`, направленной вправо. Вектор индукции `vecB` магнитного поля направлен вверх (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
от наблюдателя
По правилу левой руки линии магнитного поля входят в ладонь, направление положительного заряда по пальцам, большой палец на нас. Направление положительного перемещения обратно перемещению отрицательного заряда.
Номер: BE5272
Впишите правильный ответ.
Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2 (см. рисунок), если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельны друг другу? (I – сила тока.) Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вниз
Решение.
1 способ.
При прохождении тока по прямолинейному проводнику вокруг него возникает магнитное поле. Магнитные силовые линии этого поля располагаются по концентрическим окружностям, в центре которых находится проводник с током. Направление поля определяется по правилу буравчика. Таким образом, проводник 2 создает магнитное поле, которое направлено от наблюдателя в месте к расположен проводник 1. По правилу левой руки за счет этого поля возникает сила Ампера, действующая на проводник 1 и направленная вниз.
2 способ.
Два параллельных проводника с сонаправленными токами притягиваются друг к другу. Сила Ампера, действующая на проводник 1, направлена в сторону проводника 2, то есть вниз.
Ответ: вниз.
Номер: E37175
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из четырёх прямолинейных горизонтальных проводников (1–2, 2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого `vecB` направлен к наблюдателю (см. рисунок, вид сверху). Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 1–2? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вправо
Ток идет от плюса к минусу, то есть от 1 к 2. По правилу левой руки сила Лоренца будет направлена вправо
Номер: 8B2572
Впишите правильный ответ.
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле между полюсами магнита под действием силы Лоренца. Как изменятся модуль силы Лоренца и частота обращения, если в этом же поле с той же скоростью по окружности будет двигаться α-частица?
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.
Модуль силы Лоренца / Частота обращения
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
12
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
В нашем случае сила Лоренца равна центробежной.
`Bvq*1=(mv^2)/R`
Поскольку массы и заряды протона и α –частицы связаны соотношениями
`m_α ≈ 4m_p`
`q_α = 2q_p`
Заряд альфа-частицы в два раза больше заряда протона, тогда из формулы для индукции магнитного поля получаем, что индукция магнитного поля не изменилась.
`F_L = Bv2q`
Получается сила Лоренца возрастет в 2 раза.
Что насчет частоты обращения, то
Период обращения равен
`T = (2πR)/v`
Из первого пункта подставим радиус и получим
`T = (2πm)/(qB)`
Получили, что период обращения обратно зависит от обращения.
Увеличивая знаменатель в два раза, уменьшаем период в два раза.
Номер: EC82B0
Впишите правильный ответ.
Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник №2 со стороны двух других (см. рисунок), если все проводники тонкие, длинные, прямые, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояния между соседними проводниками одинаковы? (I –сила тока.) Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вниз
В проводнике 1 по правилу буравчика сила воздействия на проводник 2 будет направлена вверх.
В проводнике 3 по правила буравчика сила воздействия на проводник 2 будет направлена вниз.
Пальцы располагаются по току, большой палец указывает силу, вектор магнитного поля заходит в ладонь. Ладонь располагаем на месте изучаемого проводника 2.
При остальных равных условиях, расстояние и ток, силы уравновешивают друг друга. Однако есть одно НО. Проводники 2 и 3 сходны по направлению тока, при этом вокруг них будет образовываться общее магнитное поле, это как взять два магнитика и соединить вместе. Таким образом оно будет усиливаться и противодействовать полю проводника 1. Однако это поле от двух проводников более сильное. Значит будет преобладать направление вниз.
Номер: 8F7EB6
Впишите правильный ответ.
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, действующая на ион в магнитном поле / Частота обращения иона
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
22
На ион действует сила Лоренца, которая равна
`F_l = 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:
`F_L = ma_(цс)`
Распишем центростремительное ускорение, как `v^2/R`
`Bvq = (mv^2)/R`
Выразим радиус вращения
`R = (mv)/(Bq)`
Тогда
`ν = (Bq)/(2πm)`
то есть, частота уменьшится.
Номер: 94201B
Впишите правильный ответ.
В первом опыте частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. 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) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Кинетическая энергия частицы / Период её обращения
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
13
На частицу действует сила Лоренца, определяемая по формуле
`F=qBv*sin∝`,
где q - величина заряда; B - индукция магнитного поля; v - скорость частицы;
α = 90 – угол между вектором B и скоростью v. Эту же силу можно выразить в соответствии со вторым законом Ньютона как `F=ma`, где
m - масса заряда;
`a=v^2/R`- центростремительное ускорение (здесь R - радиус окружности). Объединяя эти два выражения, получим:
`(mv^2)/R=qBv`,
откуда
`(mv^2)/2=(qBvR)/2`
То есть, при увеличении R кинетическая энергия также увеличивается.
Период обращения частицы (время прохождения одного круга), равен:
`T=(2πR)/v=2π/v*(mv)/(qB)=(2πm)/(qB)`
Как видим, период не зависит от скорости v и радиуса R.
Ответ: 13
Номер: A37A23
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных проводников (1–2, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого `vecB` направлен к наблюдателю (см. рисунок). Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3–4? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
влево
Ток протекает в цепи от точки 3 к точке 4. По правилу левой руки если магнитное поле входит в ладонь, пальцы направлены по току от 3 к 4, то большой палец указывает влево
Номер: 4C6BDE
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из четырёх прямолинейных проводников (1–2, 2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого `vecB` направлен горизонтально вправо (см. рисунок). Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3–4? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
от наблюдателя
Ток протекает в цепи от точки 3 к точке 4. По правилу левой руки если магнитное поле входит в ладонь, пальцы направлены по току от 3 к 4, то большой палец указывает от наблюдателя
Номер: 54F5DC
Впишите правильный ответ.
Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила, действующая на сторону аb рамки со стороны внешнего магнитного поля `vecB` ? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
к наблюдателю
Ток протекает в цепи от точки а к точке b. По правилу левой руки если магнитное поле входит в ладонь, пальцы направлены по току от a к b, то большой палец указывает к наблюдателю.
Номер: AB0ADF
Впишите правильный ответ.
Электрон e– имеет скорость `vecυ`, направленную вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
В проводнике по правилу буравчика образуется магнитное поле по часовой стрелки со стороны сечения, где ток идет от наблюдателя. По правилу левой руки ток идет по проводнику вдоль пальцев. Тогда линии поля на месте электрона попадают в ладонь, и большой палец указывает вверх.
Номер: A875DE
Впишите правильный ответ.
Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2 (см. рисунок), если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельные друг другу? (I – сила тока.) Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
Два параллельных проводника с разным направлением тока в них отталкиваются друг от друга.
Номер: C6D2DF
Впишите правильный ответ.
Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила, действующая на сторону аb рамки со стороны внешнего магнитного поля с индукцией `vecB` ? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
к наблюдателю
Ток протекает в цепи от точки b к точке a. По правилу левой руки если магнитное поле входит в ладонь, пальцы направлены по току от b к a, то большой палец указывает к наблюдателю.
Номер: C04659
Впишите правильный ответ.
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. 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 частицы / Сила Лоренца, действующая на частицу
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
Решение.
При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле по окружности параметры системы связаны между собой соотношениями:
`F_л=qvB`
`ma_(цс)=F_л⇔m*v^2/R=qvB⇔R=(mv)/(qB)`
Если скорость частицы уменьшится, то радиус орбиты и сила Лоренца тоже уменьшатся.
Ответ: 22.
Номер: 9D8D5D
Впишите правильный ответ.
На рисунке представлено расположение двух неподвижных положительных точечных зарядов: +q и +q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке A? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вправо
Магнитное поле направлено от положительного заряда. Эти два заряда можно рассматривать как объединенный один, где между ними поле противодействует, зато за областью границы зарядов по сути усиливает друг друга и направлено от них.
Номер: 3EE5A8
Впишите правильный ответ.
Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила, действующая на сторону аb рамки со стороны внешнего магнитного поля `vecB` ? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
к наблюдателю
Ток протекает в цепи от точки a к точке b. По правилу левой руки если магнитное поле входит в ладонь, пальцы направлены по току от a к b, то большой палец указывает к наблюдателю.
Номер: BAC5C7
Впишите правильный ответ.
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью υ. Что произойдёт с радиусом орбиты и периодом обращения частицы при уменьшении скорости её движения?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Радиус орбиты частицы / Период обращения частицы
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
23
Решение.
На частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца
F_л=qvB`
В результате действия силы по второму закону Ньютона частица приобретает ускорение
`a=F_L/m`
вектор которого перпендикулярен вектору скорости. Поэтому частица движется с центростремительным ускорением
`a=v^2/R`
Отсюда получаем, что радиус окружности, по которой движется частица, равен
`R=(mv)/(Bq)`
При уменьшении скорости движения частицы радиус окружности уменьшается (2).
При движении по окружности
`v=(2πR)/T`
откуда
`T=(2πm)/(Bq)`
Откуда следует, что период обращения не зависит скорости движения и не изменится (3).
Ответ: 23.
Номер: CA0BC0
Впишите правильный ответ.
Две частицы с зарядами `q_1 = 2q` и `q_2 = q` влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями `u_1 = u` и `u_2 = 2u` соответственно. Определите отношение модулей сил `F_1` : `F_2`, действующих на них со стороны магнитного поля.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
1
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
Для заряда q1
`F_1= Bv2q`
Для заряда q2
`F_2 = B2vq`
Как видим соотношение будет`F_1/F_2=1/1=1`
Номер: C33CCA
Впишите правильный ответ.
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.
Период обращения / Модуль импульса
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
11
Сила Лоренца:
`F_L = Bvqsinα`
где B – модуль вектора магнитной индукции,
v – скорость заряда,
q – заряд,
α – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
При этом сила Лоренца уравновешивается центробежной силой
`Bvq=(mv^2)/R`
`Bq=(mv)/R`
Поскольку массы и заряды протона и α-частицы связаны соотношениями
`m_α ≈ 4m_p`
`q_α = 2q_p`
Получается по формуле выше скорость должна сократиться в два раза, при том же радиусе и поле. Ведь левую часть заряд увеличит в два раза, а правую в 4, то есть компенсировать можно за счет скорости, понизив ее в два раза.
То есть период обращения тоже станет больше, увеличится.
Что насчет импульса, то p=mv, масса увеличилась в 4 раза, а скорость уменьшилась в два раза, то есть рост импульса в два раза. Импульс увеличился.
Номер: 93B3C2
Впишите правильный ответ.
Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение иона и частота его обращения, если уменьшить его 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 иона / Частота обращения иона
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
23
Решение.
При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле по окружности параметры системы связаны между собой соотношениями:
`F_л=qvB`
`ma_(цс)=F_л⇔a_(цс)=(qvB)/m`
При уменьшении кинетической энергии уменьшается и скорость частицы. Если скорость частицы уменьшится, то ускорение частицы тоже уменьшится.
Рассмотрим второе уравнение еще раз и выразим из него радиус обращения частицы:
`ma_(цс)=F_л⇔(mv^2)/R=qvB⇔R=(mv)/(qB)`
Частота обращения частицы обратно пропорциональна периоду:
`v=1/T=v/(2πR)`
Радиус обращения частицы прямо пропорционален ее скорости — следовательно, при изменении скорости отношение скорости и радиуса остается неизменным, то есть частота обращения частицы не изменяется.
Ответ: 23.
Номер: D1609A
Впишите правильный ответ.
Протон p имеет скорость `vecυ`, направленную вдоль прямого длинного проводника с током I (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца `vecF` ? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
По правилу буравчика если смотреть в сторону тока в сечении проводника, то поле распространяется по часовой стрелке. То есть в месте протона поле идет от нас. В итоге по правилу левой руки пальцы направлены по току, поле входит в ладонь, сила направлена вверх.
Номер: 9DCB92
Впишите правильный ответ.
Протон p влетел в зазор между полюсами магнита со скоростью `vecυ`, перпендикулярной вектору индукции `vecB` магнитного поля (см. рисунок, значком ⊗ показано направление движения протона). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
По правилу левой руки пальцы направлены по току, по передвижению протона, поле входит в ладонь, сила направлена вверх.
Номер: 3CB89A
Впишите правильный ответ.
Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнитном поле так, что вектор магнитной индукции `vecB` лежит в плоскости рамки (см. рисунок). Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на сторону cd рамки со стороны внешнего магнитного поля `vecB` ? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
от наблюдателя
По правилу левой руки пальцы направлены в проводнике от с к d. Линии поля входят в ладонь, большой палец совпадает с силой Лоренца, направлен от наблюдателя.
Номер: B852E0
Впишите правильный ответ.
Протон p влетел в зазор между полюсами магнита со скоростью `vecυ`, перпендикулярной вектору индукции `vecB` магнитного поля (см. рисунок, значком ⊙ показано направление движения протона). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на протон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вниз
по правилу левой руки линии поля входят в ладонь, пальцы указывают на направление протона, а большой палец, то есть сила направлены вниз
Номер: 5AF5EE
Впишите правильный ответ.
Альфа-частица движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение альфа-частицы и частота её обращения, если уменьшить её 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
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
23
Если частица кружится в однородном поле, то значит ее удерживает сила Лоренца, которая равна центробежной силе. Уменьшить кинетическую энергию можно снижением скорости. Так как масса у нас постоянная.
`mv^2/R`
В итоге получается снижение скорости повлечет уменьшение радиуса, чтобы сохранить силу. Уменьшение скорости также повлечет и уменьшение центростремительного ускорения.
Частота обращения частицы обратно пропорциональна периоду:
`ν=1/T=v/(2πR)`
Радиус обращения частицы прямо пропорционален ее скорости — следовательно, при изменении скорости отношение скорости и радиуса остается неизменным, то есть частота обращения частицы не изменяется.
Ответ: 23.
Номер: E9F3EC
Впишите правильный ответ.
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) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Индукция магнитного поля / Модуль силы Лоренца
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
11
Если частица кружится в однородном поле, то значит ее удерживает сила Лоренца, которая равна центробежной силе.
`(mv^2)/R`
`F_л=qvB`
`ma_(цс)=F_л⇔a_(цс)=(qvB)/m`
`(mv^2)/R=qvB`
`R=(mv^2)/(qvB)`
Поскольку массы и заряды протона и α-частицы связаны соотношениями
`m_α ≈ 4m_p`
`q_α = 2q_p`
То есть при том же радиусе в дроби массу увеличиться в 4 раза в числителе, в знаменателе заряд в два раза. Чтобы компенсировать это соотношение при одинаковой скорости, произойдет увеличение индукции
Что насчет силы Лоренца, `F_л=qvB` то здесь понятно, что тоже произойдет увеличение, так как и заряд и индукция возросла.
Ответ: 11
Номер: 3872E7
Впишите правильный ответ.
Две частицы с одинаковыми массами и зарядами `q_1 = 2q` и `q_2 = 3q` влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции со скоростями `u_1 = 6u` и `u_2 = u` соответственно. Определите отношение модулей сил `F_1/ F_2`, действующих на них со стороны магнитного поля.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
4
`F_л=qvB` Сила Лоренца действующая на заряды.
`F_1=2q6vB` для первого
`F_2=3qvB` для первого
Как видим получается соотношение `12/3=4`
Ответ: 4
Номер: 3EFFE1
Впишите правильный ответ.
Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиусом R со скоростью u. Что произойдёт с радиусом орбиты и периодом обращения частицы при увеличении скорости её движения?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.
Радиус орбиты частицы / Период обращения частицы
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
13
Если частица кружится в однородном поле, то значит ее удерживает сила Лоренца, которая равна центробежной силе.
`(mv^2)/R`
`F_л=qvB`
`ma_(цс)=F_л⇔a_(цс)=(qvB)/m`
`(mv^2)/R=qvB`
`R=(mv^2)/(qvB)`
Ка видим если увеличить скорость, то увеличиться и радиус.
Что насчет периода обращения, то увеличение скорости и прямое пропорциональное возрастание радиуса оставят время прохождения периметра орбиты тем же самым. То есть период не изменится.
Ответ: 13
Номер: 82F3EF
Впишите правильный ответ.
Две частицы с зарядами q и 3q влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции с одинаковыми скоростями. Определите отношение `F_2/F_1`
модулей сил, действующих со стороны магнитного поля на частицы.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
3
`F_л=qvB` Сила Лоренца действующая на заряды.
`F_1=qvB` для первого
`F_2=3qvB` для первого
Как видим получается соотношение `3/1=3`
Ответ: 3
Номер: 78C864
Впишите правильный ответ.
Прямолинейный проводник длиной L, по которому протекает ток I, помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции `vecB`. На проводник действует сила Ампера, равная 0,2 Н. Какой станет сила Ампера при увеличении силы тока в 2 раза?
Н
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
0,4
Сила ампера равна `F_a=BIl`
При увеличении силы тока в два раза видно что сила возрастет тоже в два раза, то есть 0,2*2=0,4 Н.
Ответ: 0,4 Н
Номер: CC666A
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из прямолинейных горизонтальных проводников (1–2, 2–3, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого `vecB` направлен горизонтально вправо (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 1–4? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
от наблюдателя
По правилу левой руки ток идет по пальцам, на участке от 4 к 1, линии поля входят в руку, сила совпадает с большим пальцем направлено от наблюдателя.
Номер: 890738
Впишите правильный ответ.
Электрон e влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью `vecυ`, направленной влево. Вектор индукции `vecB` магнитного поля направлен вверх (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) действующая на электрон сила Лоренца `vecF`?
Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
к наблюдателю
При перемещения электрона условно принимается, что ток это перемещение положительного заряда, который будет направлен в противоположную сторону электрону.
Тогда по правилу левой руки линии поля входят в ладонь, большой палец совпадающий с силой будет направлен к наблюдателю.
Номер: FE5581
Впишите правильный ответ.
На рисунке показаны сечения двух параллельных прямых длинных проводников и направления токов в них. Сила тока `I_1` в первом проводнике больше, чем сила тока `I_2` во втором. Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции созданного проводниками магнитного поля в точке А, расположенной на равном расстоянии от проводников? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вверх
По правилу буравчика в сечении рисунка линии поля вокруг проводников направлены против часовой стрелки, ток идет на нас (если по току, то по часовой). Так как ток в 1 проводнике выше, то сумма действие сил направлена вверх.
Номер: 0EDD81
Впишите правильный ответ.
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
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Сила Лоренца / Период обращения
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
13
Кинетическая энергия при неизменной массе будет зависеть от скорости. То есть понятно что надо увеличить скорость, если мы хотим увеличить кинетическую энергию. Тогда получается электрон перейдет на большую орбиту, что будет означать увеличение силы, которая препятствовала удержанию электрона, то есть увеличению центробежной силы. А сила Лоренца как раз и равно центробежной силе, вернее они уравновешиваются. То есть увеличение радиуса говорит о увеличении силы.
Что насчет периода обращения, то мы увеличили радиус и скорость, при этом пропорционально. Так как в формулах кинетической энергии и центробежной силы скорости эквивалентны, в квадрате.
То есть получается опять же частота, зависит от скорости обращения и периметра, вырастет в знаменателе на значение прямо пропорциональное росту в числителе. Зависимость радиуса и скорости будут одинаковые. А так как туту линейные зависимости, то мы ничего не выиграем и не потеряем, то есть период останется тем же самым.
Номер: 002C8D
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных проводников (2–3, 3–4, 4–1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, у которого вектор магнитной индукции `vecB`направлен к наблюдателю (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 4–1? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
вправо
По правилу левой руки, линии поля заходят в ладонь, поле направлено на нас, ток идет от 4 к 1, то есть пальцы направлены по току вверх, большой палец совпадающий с силой направлен вправо.
Номер: B94783
Впишите правильный ответ.
Электрическая цепь, состоящая из трёх прямолинейных проводников (1–2, 2–3, 3–4), находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции `vecB` которого направлен от наблюдателя (см. рисунок). Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3–4? Ответ запишите словом (словами).
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
влево
По правилу левой руки пальцы направлены по току от точки 3 до 4, линии поля входят в ладонь, большой палец указывает налево.
Номер: C5E88B
Впишите правильный ответ.
Прямолинейный проводник длиной L, по которому протекает ток I, помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции `vecB`. Во сколько раз увеличится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 4 раза, а индукцию магнитного поля уменьшить в 2 раза? (Сила тока, взаимное расположение проводника с током и линий индукции магнитного поля остаются неизменными.)
в раз(а)
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
2
Сила ампера равна `F_a=BIl`
Как видим из формулы все величины при увеличении и уменьшении дают пропорциональное влияние на силу, то есть увеличение в 4 раза и уменьшение в 2, даст увеличение в 2 раза.
Номер: 999689
Впишите правильный ответ.
Протон движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение протона и радиус окружности, по которой он движется, если уменьшить его скорость?
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 протона / Радиус окружности
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
22
Весьма логично представлять схему протона летающего по окружности как планетарную модель, где уменьшение скорости в том числе снизит и центробежное ускорение и тем самым изменит радиус орбиты на меньший.
Этот принцип работает и в этом случае.
Номер: 650D8F
Впишите правильный ответ.
По прямолинейному проводнику длиной 50 см, расположенному в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл перпендикулярно линиям индукции поля, течёт ток 4 А. Определите силу Ампера, действующую на проводник.
Н
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
1
Сила ампера равна `F_a=BIl = 4*0,5*0,5=1` Н
Номер: B65453
Впишите правильный ответ.
Две частицы с отношением зарядов `q_2/q_1=1/8` движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая − в поле с индукцией В1; вторая − в поле с индукцией В2. Найдите отношение радиусов траекторий частиц `R_2/R_1`, если их импульсы одинаковы, а отношение модулей индукции `B_2/B_1= 2`.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
4
Решение.
На частицу с зарядом q в магнитном поле с индукцией B, направленной перпендикулярно движению частицы, действует сила Лоренца, равная `F=qvB`. В соответствии со вторым законом Ньютона `F=ma` можем записать, что
`qvB=ma`,
где m - масса заряда; `a=v^2/R`- центростремительное ускорение (здесь R - радиус окружности). В итоге получаем
`qvB=(mv^2)/R`,
откуда
`mv=qBR`(1)
Так как импульсы равны, то из (1) можно записать
`q_1B_1R_1=q_2B_2R_2`
откуда
`R_2/R_1=(q_1B_1)/(q_2B_2)=8*1/2=4`
Ответ: 4.
Номер: 4603AF
Впишите правильный ответ.
Две частицы с отношением масс `m_2/m_1=4` движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая − в поле с индукцией `vecB_1`; вторая − в поле с индукцией `vecB_2`. Найдите отношение времён `T_2/T_1`, затраченных частицами на один оборот, если их импульсы одинаковы, а отношение радиусов траекторий `R_2/R_1=1/2`.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
2
Если у частиц одинаковые импульсы при разности масс, значит скорости обратно пропорциональный массам.
`v_1=4v`
`v_2=v`
`m_1=m`
`m_2=4m`
`R_1=2R`
`R_2=R`
Итак получается скорость для первой частицы в 4 раза больше, а радиус больше в 2 раза.
Из формулы периметра `l=πD` получается, что первая частица должна проходить расстояние в два раза больше за один период.
Однако у нее скорость выше в 4 раза, то есть все равно она будет приходить раньше, быстрее второй в 2 раза.
Это и будет собственно показателем соотношений.
`T_2/T_1=2/1=2`
Номер: D798EB
Впишите правильный ответ.
Прямолинейный проводник длиной 0,2 м, по которому течёт электрический ток, расположен в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6 Тл под углом 30° к вектору `vecB`.
Сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, равна 0,12 Н. Какова сила тока в проводнике?
А
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Тип ответа: Краткий ответ
Ответ:
2
Сила ампера равна `F_a=BIl*sin∝`
`0.12=0.6*I*0.2*0.5*`
`I = 0.12/0.06=2`
Номер: 5ED18A
Установление соответствия (4)
Установите соответствие и впишите ответ.
В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор `vecυ_0` перпендикулярен вектору напряжённости электрического поля `vecE` (рис. 1). Во второй экспериментальной установке вектор `vecυ_0` такой же частицы параллелен вектору индукции магнитного поля `vecB` (рис. 2).
Рис. 1
Рис. 2
По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силу тяжести не учитывать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦЫ
А) в первой установке
Б) во второй установке
ТРАЕКТОРИЯ
1) прямая линия
2) окружность
3) спираль
4) парабола
А Б
КЭС:
3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Установление соответствия
Ответ:
41
А) На положительно заряженную частицу действует электрическое поле с силой, сонаправленной с вектором напряженности. Таким образом, начальная скорость частицы перпендикулярна действующей постоянной силе, а, следовательно, частица будет двигаться с постоянным ускорением. Траектория движения — парабола (3).
Б) Вектора скорости и магнитной индукции направлены в противоположные стороны, угол между этими векторами равен 180°. Значит, сила Лоренца на частицу не действует. Следовательно, частица движется по прямой линии (1).
Номер: DDF127
Установите соответствие и впишите ответ.
Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля `vecB` по окружности со скоростью υ.
Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) модуль ускорения протона
Б) период обращения протона по окружности
ФОРМУЛЫ
1) `qυB`
2) `(mυ)/(qB)`
3) `(2πm)/(qB)`
4) `(qυB)/m`
А Б
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Установление соответствия
Ответ:
43
Сила Лоренца равна qvB, а сила по закону Ньютона ma, как правило эти силы в системах противопоставлены при вычислении значений, отсюда нетрудно найти ускорение. Это будет формула 4
Период обращения связан с угловой мерой, то есть с частью прохождения круга, здесь она выражена только через уравнение 3
Номер: D0C61D
Установите соответствие и впишите ответ.
Протон массой m и зарядом q движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля `vecB` по окружности со скоростью υ . Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) радиус окружности, по которой движется протон
Б) модуль силы, действующей на протон со стороны магнитного поля
ФОРМУЛЫ
1) `(2πm)/(qB)`
2) `(mυ)/(qB)`
3) `(2πB)/υ`
4) `qυB`
А Б
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Установление соответствия
Ответ:
24
Центробежная сила равна `(mv^2)/R`
Сила Лоренца равна qvB. Если их приравнять и выразить R, то будет 2 уравнение.
Здесь речь идет о силе Лоренца, она упоминалась выше
F = qvB
Номер: CB965A
Установите соответствие и впишите ответ.
Заряженная частица массой m, несущая положительный заряд q, движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля `vecB` по окружности со скоростью υ.
Действием силы тяжести пренебречь.
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) модуль силы Лоренца, действующей на частицу
Б) частота обращения частицы по окружности
ФОРМУЛЫ
1) `(2πm)/(qB)`
2) `qυB`
3) `(qB)/(2πm)`
4) `(mυ)/(qB)`
А Б
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Тип ответа: Установление соответствия
Ответ:
23
А) Cила Лоренца F = qvB
Б) Центробежная сила равна `(mv^2)/R`
Сила Лоренца равна qvB. Если их приравнять и выразить R, то будет:
`(mv^2)/R=qvB`
`R=(mv^2)/(qvB)`
`R=(mv)/(qB)`
Это у нас получился радиус, а вот периметр будет равен πD, то есть если в радиусах, то 2πR
`l_(периметра)=(2πmv)/(qB)`
Что насчет частоты, то это периодов в секунду, то есть количество пройденных периметров за условное время.
Количество пройденных периметров будет зависеть от скорости.
То есть если мы возьмем скорость и поделим на длину периметра, то это как раз будет частотой, то есть количеством раз (кругов) пройденных за время.
`частота = v/((2πmv)/(qB)) = (qB)/(2πm)` Получается 3 уравнение.
Номер: 415292
Развернутый ответ (20)
Дайте развернутый ответ.
Заряженная частица с массой m=1,6⋅10−25 кг и зарядом q движется по окружности радиусом R = 0,4 м перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией B=0,5 Тл. Кинетическая энергия частицы W=8⋅10−14 Дж. Найдите заряд данной частицы, считая его положительным. Релятивистскими эффектами пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
`8*10^-19`Кл
У нас есть сила Лоренца, которая противопоставлена центробежной силе.
`(mv^2)/R = qvB` Отсюда собственно и можно найти заряд.
Скорость можно узнать из формулы кинетической энергии
`mv^2/2=W`
`v=sqrt(2W/m)`
На движущуюся заряженную частицу магнитное поле действует силой Лоренца
`F_л=Bqvsinα` (в нашем случае угол поля к частице 90 градусов, то есть синус равен 1)
где так как движение по окружности возможно, если вектор магнитной индукции перпендикулярен скорости движения частицы. В результате действия этой силы частица приобретает центростремительное ускорение
`a=v^2/R`
которое связано с силой вторым законом Ньютона
`F_k=ma`
Таким образом, получаем:
`(mv)/R=Bq`
Объединяя формулы, находим заряд движущейся частицы:
`q=sqrt(2Wm)/(BR)=sqrt(2*8*10^-14*1.6*10^-25)/(0.5*0.4)=8*10^-19`
Ответ:`8*10^-19`Кл
Номер: 4A6DFF
Дайте развернутый ответ.
Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках В и С. Показания амперметра равны 2 А. Определите силу тока через амперметр при смене полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Решение:
Решение
При первом подключении цепи к источнику постоянного напряжения ток через верхний диод не проходит, через второй диод — проходит, при этом точки, между которыми он находится, имеют равные потенциалы. Тогда эквивалентная схема имеет вид, изображенный на рис. 1. Так как при параллельном соединении резисторы имеют одинаковое сопротивление, а амперметр идеальный, то через обе ветки идет ток, равный 2 А, а в неразветвленном участке цепи сила тока
`I=I_1+I_2=4A`
Учитывая законы последовательного и параллельного соединения проводников, находим общее сопротивление цепи:
`R_(общ)=(3R)/2`
Так как внутренним сопротивлением аккумулятора можно пренебречь, то напряжение на его клеммах равно по закону Ома
`U=IR+(общ)=(4*3R)/2=6R`
При изменении полярности подключения источника напряжения ток пройдет через оба диода, поэтому ток через левый резистор не пойдет. В этом случае получаем эквивалентную схему, изображенную на рис. 2.
В цепи имеется два резистора, соединенные параллельно. Поэтому общее сопротивление цепи станет равным
`R_(общ)‘=R/2`
а общая сила тока
`I‘=U/(R_(общ)‘)=12А`
Так как обе ветви параллельно соединенных участков имеют одинаковое сопротивление, то ток через резистор и амперметр будет равен.
`I_A=(I‘)/2=12/2=6`A
Ответ: сила тока через амперметр станет равной 6 А.
Номер: FEB0F6
Дайте развернутый ответ.
Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рисунки 1 и 2). В каждом проводнике протекает электрический ток силой I. Токи во всех проводниках текут в одном направлении. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3. Сделайте рисунок, указав в области проводника 1 вектора магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
Рис. 1
Рис. 2
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
Решение.
На проводник 1 со стороны проводников 2 и 3 действует результирующая сила, направленная вниз (см. рис.).
Вокруг проводников 2 и 3 возникает магнитное поле, линии индукции которого являются окружностями. Направление линий индукции магнитного поля определяется правилом буравчика. Вектор магнитной индукции результирующего поля в области проводника 1 определяется принципом суперпозиции полей
`B_(23)=B_2+B_3`, где `B_2 и B_3` − векторы индукции магнитных полей, созданных проводниками 2 и Поскольку проводник 1 находится на одинаковом расстоянии a от каждого из проводников 2 и 3, по проводникам протекают токи одинаковой силы, то
`B_2 = B_3 = B`
Из геометрических построений видно, что угол между векторами `B_2 и B_3` составляет 60°, значит, δ = 30° Следовательно, вектор магнитной индукции `B_23` направлен горизонтально влево. Со стороны результирующего поля на проводник 1 с током действует сила Ампера `F_(A1)`, направление которой определяется правилом левой руки. Таким образом, результирующая сила, действующая на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3, направлена вертикально вниз.
Ответ: на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3 действует результирующая сила, направленная вниз.
Номер: 18A9F2
Дайте развернутый ответ.
Положительно заряженная частица массой m=1,6⋅10−25кг и зарядом q=8⋅10−19Кл движется по окружности перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Модуль магнитной индукции B = 0,5 Тл. Найдите угловую скорость обращения частицы. Релятивистскими эффектами пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 6CBEF4
Дайте развернутый ответ.
Небольшую рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Опишите движение рамки относительно неподвижной оси MО после того, как её отпустят. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха. ЭДС индукции, возникающей в рамке, и колебаниями рамки пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 13B30B
Дайте развернутый ответ.
Резистор R и катушка индуктивности L с железным сердечником подключены к источнику тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, показания амперметров A1 и A2 равны, соответственно, `I_1` = 1 А и `I_2` = 0,1 А. Что произойдёт с величиной и направлением тока через резистор после размыкания ключа К? Ответ поясните, указав, какие явления и законы Вы использовали для объяснения.
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: B920BD
Дайте развернутый ответ.
Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии а друг от друга (см. рис. 1 и 2). В каждом проводнике протекает электрический ток силой I: в проводниках 1 и 3 – в одном направлении, а в проводнике 2 – в противоположном. Определите направление результирующей силы, действующей на проводник 1
со стороны проводников 2 и 3. Сделайте рисунок на бланке ответов на основе рис. 2, указав в области проводника 1 векторы магнитной индукции полей, созданных проводниками 2 и 3, вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и вектор результирующей силы. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.
Рис. 1
Рис. 2
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
...
Ответ:
Номер: 1AF218
Дайте развернутый ответ.
В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью `vecE` и магнитное поле индукцией `vecB`. Поля однородные, `vecE`⊥`vecB`. В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен `vecE` и `vecB`, как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Куда отклонится протон на начальном участке траектории, если его скорость уменьшить? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: FCBBA3
Дайте развернутый ответ.
В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряжённостью `vecE` и магнитное поле с индукцией `vecB`. Поля однородные, `vecE`⊥`vecB`. В камеру влетает протон р, вектор скорости которого перпендикулярен `vecE` и `vecB`, как показано на рисунке. Модули напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что протон движется прямолинейно. Объясните, как изменится начальный участок траектории протона, если напряжённость электрического поля увеличить. В ответе укажите, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Влиянием силы тяжести пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: B5C430
Дайте развернутый ответ.
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой диэлектрической наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I=4 А. Угол наклона плоскости α=30°.
Отношение массы стержня к его длине `m/L=0,1` кг/м. Модуль индукции магнитного поля B=0,2 Тл. Каково ускорение стержня? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих
на стержень.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
...
Ответ:
Номер: 94914E
Дайте развернутый ответ.
На горизонтальном столе лежит прямой проводник длиной 60 см и массой 40 г. В области стола создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показано сечение проводника, направление тока и вектор магнитной индукции. Если через проводник пропускать достаточно большой ток, то проводник скользит по столу, двигаясь поступательно. Какова индукция магнитного поля, если при силе тока 10 А проводник движется равномерно? Коэффициент трения между проводником и поверхностью стола равен 0,3. Сделайте схематичный рисунок с указанием сил, действующих на проводник.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
...
Ответ:
Номер: 61944A
Дайте развернутый ответ.
Квадратная рамка со стороной l=10 см подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке АС течёт ток I=2 А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. В однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, результирующая сила Ампера, действующая на рамку, F=80 мН. Определите модуль вектора индукции магнитного поля В. Сделайте рисунок с указанием сил Ампера, действующих на все стороны рамки.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
...
Ответ:
Номер: D16EDB
Дайте развернутый ответ.
В однородном магнитном поле с индукцией `vecB`, направленной вертикально вниз, равномерно вращается по окружности в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик, подвешенный на нити длиной l (конический маятник) (см. рисунок). Угол отклонения нити от вертикали равен α, скорость вращения шарика равна υ.
Найдите отношение заряда шарика к его массе `q/m` (удельный заряд). Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шарик.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 47A758
Дайте развернутый ответ.
Кольцо диаметром D=11 см из тонкой медной проволоки и конденсатор с электрической ёмкостью C=2,5 мкФ соединены параллельно. Кольцо помещается в однородное магнитное поле, равномерно изменяющееся со скоростью `(ΔB)/(Δt)=2` Tл/c. Вектор индукции магнитного поля направлен вдоль оси кольца. Найдите заряд, образующийся на конденсаторе.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 71DCC4
Дайте развернутый ответ.
На проводящих рельсах, проложенных по наклонной плоскости, в однородном вертикальном магнитном поле `vecB` находится горизонтальный прямой проводник прямоугольного сечения массой m=20 г (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом α=30°, модуль индукции магнитного поля B=0,04 Тл, расстояние между рельсами L=40 см. Когда рельсы подключены к источнику тока, по проводнику течёт постоянный ток I, и проводник поступательно движется вверх по рельсам равномерно и прямолинейно. Коэффициент трения между проводником и рельсами μ=0,2.
Чему равна сила тока I? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на проводник.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: A92B94
Дайте развернутый ответ.
Горизонтальный проводник длиной l=10 см и массой m=25 г равномерно скользит вниз (без трения и без потери контакта) по двум вертикальным шинам в однородном горизонтальном магнитном поле, перпендикулярном проводнику, с индукцией B=0,5 Тл. Внизу шины замкнуты резистором. Параллельно резистору подключён конденсатор ёмкостью C=20 мкФ (см. рисунок). Определите сопротивление резистора, если заряд конденсатора q=1 мкКл. Сопротивлением проводника и шин пренебречь.
КЭС: 3.3.1 Механическое взаимодействие магнитов. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции магнитных полей. Линии индукции магнитного поля. Картина линий индукции магнитного поля полосового и подковообразного постоянных магнитов
3.3.2 Опыт Эрстеда. Магнитное поле проводника с током. Картина линий индукции магнитного поля длинного прямого проводника и замкнутого кольцевого проводника, катушки с током
3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 904AED
Дайте развернутый ответ.
Из медной проволоки с удельным сопротивлением ρ= 1,7·10 –8 Ом·м и площадью поперечного сечения S = 0,2 мм2 изготовлен прямоугольный контур KLMN с диагональю KM (см. рисунок). Стороны прямоугольника KL= l1=20 см и LM= l2=15 см. Контур подключили за диагональ к источнику постоянного напряжения с ЭДС E=1,4 В и поместили в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл, параллельной сторонам KN и LM. С какой результирующей силой магнитное поле действует на контур? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на контур. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: ED4EED
Дайте развернутый ответ.
По горизонтальным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым электрическим сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня сопротивлением R=0,1 Ом каждый. Расстояние между рельсами l=10 см. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B=1 Тл (см. рисунок). Если на первый стержень действует горизонтальная сила F=0,1
Н, направленная вдоль рельсов, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.
КЭС: 3.3 Магнитное поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 61B7ED
Дайте развернутый ответ.
Ядро покоящегося нейтрального атома, находясь в однородном магнитном поле с индукцией `vecB`, испытывает α-распад. При этом рождаются α-частица и тяжёлый ион нового элемента. Масса α-частицы равна mα, её заряд равен 2|e|, масса тяжёлого иона равна M. Выделившаяся при α-распаде энергия ΔE целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек α-частицы находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности. Найдите радиус этой окружности.
КЭС: 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле
Решение:
...
Ответ:
Номер: 8E6D33
Дайте развернутый ответ.
Квадратная рамка со стороной L=10 см подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке АС течёт ток I=2 А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. Найдите полную силу Ампера, которая будет действовать на рамку в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости рамки и по модулю B=0,2 Тл. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на рамку.
КЭС: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Решение:
...
Ответ:
Номер: A08C82
