Урок 117. Сила Лоренца и движение по спирали | ЕГЭ Физика

Урок 117 полного курса ЕГЭ по физике YFIZIKA с Юрием Терентьевым. Задачи на силу Лоренца, работа электрического поля и движение частицы по спирали.
В начале — разбор оформления пробника по представленным решениям. Полные исходные условия этого пробника в записи отсутствуют.

00:00 Обоснование решения: физические законы

03:20 Обозначения, схемы и модели

07:36 Задача №25034: две экспериментальные установки
№25034. В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор напряжённости E перпендикулярен вектору начальной скорости (рис. 1). Во второй экспериментальной установке вектор скорости частицы параллелен вектору индукции магнитного поля B (рис. 2). По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силу тяжести не учитывать. Для каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите выбранные цифры под соответствующими буквами. А) В первой установке; Б) Во второй установке. Траектории: 1) прямая линия; 2) окружность; 3) парабола; 4) спираль. На рис. 1 v₀ направлена влево, E — к наблюдателю; на рис. 2 B направлена вверх, v₀ — вниз.

08:25 Задача №25034: ошибка и её исправление

10:03 Почему электрическое поле даёт параболу

12:20 Почему вдоль магнитного поля получается прямая

13:59 Задача №4511: ускорение иона
№4511. Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору его индукции B (см. рис.). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду m/q. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите. На рисунке ион движется от источника вправо через ускоряющий промежуток U; магнитное поле B направлено к наблюдателю.

18:51 Начальная энергия иона и способы ускорения

21:07 Теорема об изменении кинетической энергии

25:54 От электрической силы к работе qU

30:04 Второе уравнение: сила Лоренца

32:25 Как найти m/q: математическая замена

36:25 Задача №4511: ответ и другой способ

38:44 Задача №10647: масса шарика и натяжение нити
№10647. Маленький шарик массой m с зарядом q, закреплённый на непроводящей невесомой нерастяжимой нити, равномерно вращается, двигаясь по гладкой горизонтальной поверхности по окружности с некоторой постоянной по модулю скоростью V в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B. Как изменятся модули действующих на шарик силы Лоренца и силы натяжения нити, если увеличить массу шарика, не изменяя других параметров? Для каждой величины определите характер изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Запишите выбранные цифры в таблицу; цифры могут повторяться. Столбцы: модуль силы Лоренца; модуль силы натяжения нити. На рисунке B направлена вертикально вверх, нить направлена от шарика к центру окружности.

41:45 Практика: окружность и конический маятник
№3008. В однородном магнитном поле, индукция которого 1,67 · 10⁻⁵ Тл, протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции B по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.
№3013. Ядро изотопа водорода ²₁H — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с индукцией 3,34 · 10⁻⁵ Тл перпендикулярно вектору B по окружности радиусом 10 м. Определите скорость ядра.
№3021. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 4 · 10⁻⁴ Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движется по окружности радиуса R = 10 мм. Вычислите скорость электрона.
№3081. В однородном магнитном поле с индукцией B, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен α, скорость движения шарика равна v. Найдите заряд шарика. На рисунке показаны нить под углом α к вертикали, горизонтальная круговая траектория шарика и B вниз.

43:49 Скорость под углом к магнитному полю

48:02 Разложение скорости на две составляющие

51:45 Как окружность превращается в спираль

55:08 Наглядная демонстрация спирали

58:28 Ускорители частиц: электрическое и магнитное поля

Подготовка к ЕГЭ: https://yfizika.ru/