Положительно заряженная частица влетает в зазор между полюсами электромагнита (рис. 308). Куда направлена действующая на частицу сила со стороны магнитного поля?
рис. 308
Направление силы можно найти по правилу левой руки. Так как частица заряжена положительно, то пальцы левой руки следует расположить в направлении её движения (ток течет от «+» к «−»). Далее, ладонь поворачиваем так, чтобы в нее входил вектор магнитной индукции B и оттопыренный на 90 градусов большой палец покажет нам направление силы со стороны магнитнго поля.
Действующая на частицу сила со стороны магнитного поля направлена от наблюдателя.
Для решения задачи, рассмотрим теоретическую базу, связанную с движением заряженной частицы в магнитном поле.
Магнитное поле
Магнитное поле — это особая форма материи, которая возникает вокруг движущихся электрических зарядов или магнитов. Оно характеризуется силовой линией, которая показывает направление поля. Направление магнитного поля обозначается вектором $\mathbf{B}$, который в данной задаче направлен вверх (по стрелкам на рисунке).
Движение заряженной частицы в магнитном поле
Когда заряженная частица движется в магнитном поле, на нее действует сила Лоренца. Эта сила определяется следующей формулой:
$$
\mathbf{F} = q (\mathbf{v} \times \mathbf{B}),
$$
где:
$\mathbf{F}$ — сила Лоренца, действующая на частицу;
$q$ — заряд частицы (в данной задаче заряд положительный);
$\mathbf{v}$ — скорость частицы;
$\mathbf{B}$ — вектор магнитной индукции;
$(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$ — векторное произведение скорости и магнитной индукции.
Характеристики силы Лоренца
Сила Лоренца перпендикулярна как направлению движения частицы ($\mathbf{v}$), так и направлению магнитного поля ($\mathbf{B}$).
Направление этой силы можно определить с помощью правила правой руки.
Правило правой руки
Для определения направления силы Лоренца используется правило правой руки (так как заряд положительный):
Расположите правую руку так, чтобы пальцы указывали направление скорости $\mathbf{v}$, а ладонь была направлена в сторону магнитного поля $\mathbf{B}$.
Согните пальцы в направлении магнитного поля.
Большой палец укажет направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу.
Анализ данной задачи
Направление скорости ($\mathbf{v}$): слева направо (горизонтально).
Направление магнитного поля ($\mathbf{B}$): вертикально вверх.
Заряд частицы положительный ($q > 0$).
Результат векторного произведения
Векторное произведение $(\mathbf{v} \times \mathbf{B})$ дает направление силы. Это направление перпендикулярно плоскости, в которой лежат $\mathbf{v}$ и $\mathbf{B}$.
Пожауйста, оцените решение
