НПСФ 2025, 12. клас — Задача 1. Движение на α-частица в електрично и магнитно поле

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА — НАЦИОНАЛНО ПРОЛЕТНО СЪСТЕЗАНИЕ ПО ФИЗИКА, Ловеч, 14 – 16.03.2025 г. — Тема 12.клас (Шеста възрастова група) · 14 март 2025 г. · 10 т.

Условие

Под действие на еднородно (хомогенно) електрично поле (област $A_1$) изпусканите от радиоактивен източник α-частици с маса $\mathrm{m} = 6{,}7.10^{-27}$ kg и електричен заряд $\mathrm{q} = 3{,}2.10^{-19}$ C се ускоряват от състояние на покой и изминават разстояние $\mathrm{d} = 1\,\mathrm{cm}$ (фиг. 1). Ускоряващото напрежение е $U = 100$ V. След това те попадат в областта $A_2$, в която е създадено постоянно и еднородно магнитно поле с индукция $B = 0{,}1$ T. Тя е насочена перпендикулярно на равнината, в която се движат α-частиците. Широчината на областта $A_2$ е $s = 1$ cm. Определете:

а) скоростта $v$, с която α-частиците навлизат в областта $A_2$ (1 т.) [1 т.]

б) ускорението $a_1$, с което α-частиците се движат в областта $A_1$. Как това ускорение променя скоростта в $A_1$? (1,75 т.) [1,75 т.]

в) ускорението $a_2$, с което α-частиците се движат в областта $A_2$. Как това ускорение променя скоростта в $A_2$? (1,75 т.) [1,75 т.]

г) посоката на индукцията на магнитното поле (1 т.) [1 т.]

д) ъгъла β на отклонение на α-частиците от първоначалната им посока на движение, когато те напускат $A_2$ (2,5 т.) [2,5 т.]

е) времето $t$ на движение на α-частиците от радиоактивния източник до напускане на магнитното поле (2 т.) [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2025_12problems.pdf · официални решения: proletni_2025_12solutions.pdf