15

Решение: Движение альфа-частицы в поле

ЕГЭ · Физика · Задание 15 · Магнитное поле и индукция
ПовышеннаяФИПИ93B3C2Короткий ответ≈ 3 минутыРазбор в 4 шагаОтвет сверен с ключом
Условие

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 $\alpha$-частица. Как изменились период обращения в магнитном поле и модуль импульса $\alpha$-частицы по сравнению с протоном?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Период обращения заряженной частицы в однородном магнитном поле определяется отношением её массы к модулю заряда.

$$T = \dfrac{2\pi m}{|q|B}$$
2

У $\alpha$-частицы масса в 4 раза больше массы протона, а модуль заряда в 2 раза больше: $m_\alpha = 4m_p$, $|q_\alpha| = 2|q_p|$.

$$\dfrac{T_\alpha}{T_p} = \dfrac{m_\alpha/|q_\alpha|}{m_p/|q_p|} = \dfrac{4}{2} = 2$$
3

При движении по окружности радиуса $r$ модуль импульса равен произведению модуля заряда, магнитной индукции и радиуса.

$$p = |q|Br$$

Поле и радиус одинаковы, а заряд $\alpha$-частицы в 2 раза больше заряда протона, поэтому её импульс увеличивается в 2 раза.

$$\dfrac{p_\alpha}{p_p} = \dfrac{|q_\alpha|}{|q_p|} = 2$$
Ответ
11
11
так ответ выглядит в бланке

Где здесь ошибаются

Считать, что период зависит только от радиуса траектории.

Использовать массу вместо отношения массы к модулю заряда.

Забыть, что заряд $\alpha$-частицы по модулю в 2 раза больше заряда протона.

Закрепить приёмВ теме «Магнитное поле и индукция» ещё 202 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 15 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Магнитное поле и индукция»: в ней 203 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.