FR-01856Materiał Freedu

Zadanie 7 (matura, maj 2023)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaPole magnetyczne

Źródło: Matura maj 2023, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2015, EFAP-R0-100-2305), zad. 7

    Zadanie 7, wspólne informacje. Zadanie 7. Proton poruszał się w próżni, w polu magnetycznym po torze, który składał się z półokręgów 𝐴𝐹 , 𝐹𝐵 , 𝐵𝐸 , 𝐸𝐶 , 𝐶𝐷 (zobacz rysunek). Na każdym z tych półokręgów wektor indukcji magnetycznej był prostopadły do płaszczyzny ruchu protonu i miał stałą wartość, ale dla różnych półokręgów wartości te były różne i wynosiły – odpowiednio – 𝐵 , 𝐵 , 𝐵 , 𝐵 , 𝐵 . 𝐴𝐹 𝐹𝐵 𝐵𝐸 𝐸𝐶 𝐶𝐷 W chwili początkowej 𝑡 = 0 proton znajdował się w punkcie 𝐴 i miał prędkość v ሬԦ (prostopadłą 𝐴 do wektora indukcji magnetycznej). Dalej proton poruszał się po opisanym torze i po pewnym czasie uderzył w tarczę znajdującą się w punkcie 𝐷 . Wartość wektora indukcji magnetycznej na półokręgu 𝐴𝐹 wynosiła 𝐵 = 0,2 T . Długości odcinków na poniższym rysunku spełniają 𝐴𝐹 równości: |𝐴𝐵| = |𝐵𝐶| = |𝐶𝑆| = |𝑆𝐷| = |𝐷𝐸| = |𝐸𝐹| |𝐴𝐷| = 1 m oraz Rysunek v ሬ Ԧ 𝑆 𝐴 𝐵 𝐶 𝐷 𝐸 𝐹 𝑥 1 m W zadaniach 7.1.–7.3. pomijamy siłę grawitacji działającą na proton.

    Zadanie 7.1

    Zadanie 7.1. Zadanie 7.1. (0–2) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. Wektor indukcji pola magnetycznego wzdłuż całego toru ruchu protonu 1. P F ma zwrot przed płaszczyznę rysunku (tzn. w stronę patrzącego). Wartość siły magnetycznej Lorentza działającej na proton jest stała na 2. P F całej długości toru od punktu 𝐴 do punktu 𝐷 . Czas ruchu protonu po każdym z półokręgów 𝐴𝐹 , 𝐹𝐵 , 𝐵𝐸 , 𝐸𝐶 , 𝐶𝐷 jest 3. P F taki sam.

    Zadanie 7.2

    Zadanie 7.2. Zadanie 7.2. (0–2) Wykaż, że wartość prędkości protonu w ruchu po każdym z półokręgów jest stała. Powołaj się na: • odpowiednie własności siły działającej na proton oraz • zasady dynamiki albo odpowiednie twierdzenie o energii kinetycznej.

    Zadanie 7.3

    Zadanie 7.3. Zadanie 7.3. (0–3) Oblicz wartość 𝑩 wektora indukcji pola magnetycznego działającego na proton, gdy 𝑪𝑫 poruszał się on po półokręgu 𝑪𝑫 . Zapisz obliczenia. Wskazówka: Wartość prędkości protonu poruszającego się po torze 𝐴𝐹𝐵𝐸𝐶𝐷 była stała.

    Wróć do wyników

    Podobne zadania