воскресенье, 26 июля 2020 г.

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

Ответ #1:

 

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила. Экспериментально было установлено, что модуль этой силы

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца,

где q – заряд, v – скорость движения заряда, B– магнитная индукция, α– угол между векторами скорости и магнитной индукции. Эта сила называется силой Лоренца.

 

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции пронзали ладонь, а четыре вытянутых пальца показывали направление движения положительного заряда, то оттопыренный большой палец покажет направление силы. Если заряд отрицательный, то надо брать правую руку и проделывать с ней те же манипуляции.

 

Направление силы Лоренца, найденное по правилу левой руки, всегда оказывается перпендикулярным направлению движения. Поэтому магнитное поле не может изменить модуль скорости заряженной частицы, оно может лишь изменить ее направление движения. В частности, если заряженная частица влетает в однородное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, то она будет двигаться по окружности. Радиус этой окружности найдем из следующих соображений. Составим уравнение второго закона Ньютона для частицы, движущейся по окружности:

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

Подставляя выражения центростремительного ускорения и силы Лоренца, получим

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

Отсюда находим радиус окружности:

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

 

Пример-задача

Найдите круговую частоту обращения электрона в магнитном поле индукцией 2 Тл.

Дано:B = 2 Тл

Найти:Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

 

Решение:

Составим уравнение второго закона Ньютона для электрона

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

Отсюда выражаем круговую частоту обращения:

Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

 

Ответ:Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.