Question

В камере, из которой откачан воздух, созданы однородные электрическое поле напряжённостью $\vec{E}$ и магнитное поле индукцией $\vec{B}$ , причём $\vec{E} \perp \vec{B}$ . Протон влетает в камеру со скоростью $\vec{v}$ , перпендикулярной обоим полям. При текущих значениях $E$ и $B$ протон движется прямолинейно. Определите, в какую сторону отклонится протон на начальном участке траектории, если его скорость уменьшить. Объясните ответ, указав используемые физические явления и законы. Силой тяжести пренебречь.

![](https://imgur.com/placeholder)

Accepted Answer

Протон отклонится в направлении электрического поля (вверх по рисунку)

Answer

Идея решения: при прямолинейном движении протона электрическая и магнитная силы уравновешены; при уменьшении скорости магнитная сила ослабевает, и равновесие нарушается.

На протон действуют две силы: электрическая и магнитная (Лоренца).

Электрическая сила:
$$F_E = eE$$

Магнитная сила:
$$F_B = ev B$$

При прямолинейном движении эти силы противоположны и равны по модулю:
$$eE = ev_0 B$$

откуда получаем начальную скорость:
$$v_0 = \frac{E}{B}$$

**Анализ при уменьшении скорости.**

Если скорость протона уменьшится до значения $v < v_0$, то магнитная сила станет:
$$F_B' = evB < ev_0 B = eE$$

Электрическая сила остаётся неизменной:
$$F_E = eE$$

Поскольку $F_B' < F_E$, равновесие нарушается. Результирующая сила направлена в сторону действия электрической силы.

**Вывод.**

Протон отклонится в направлении электрической силы, то есть в сторону, определяемую направлением вектора $\vec{E}$ (для положительного заряда протона). На рисунке это означает отклонение вверх (в направлении $\vec{E}$).

Физические основы: второй закон Ньютона, сила Лоренца, условие равновесия сил.

Задание №21Электродинамика: поля и токиЕГЭ по физике