Як визначити силу Лоренца

Як визначити силу Лоренца

Дія магнітного поля на провідник зі струмом означає, що магнітне поле впливає на рухомі електричні заряди. Силу, що діє на рухому заряджену частинку з боку магнітного поля, називають силою Лоренца на честь голландського фізика Х. Лоренца

Інструкція

  1. Сила — величина векторна, отже можна визначити її числове значення (модуль) і напрям (вектор).

    Модуль сили Лоренца (Fл) дорівнює відношенню модуля сили F, що діє на ділянку провідника зі струмом довжиною? L, до числа N заряджених частинок, що рухаються впорядковано на цій ділянці провідника: Fл = F / N (формула 1). Внаслідок, нескладних фізичних перетворень, силу F можна представити у вигляді: F = q * n * v * S * l * B * sina (формула 2), де q — заряд рухається частинки, n — концентрація частинок на ділянці провідника, v — швидкість частинки, S-площа поперечного перерізу ділянки провідника, l-довжина ділянки провідника, B — магнітна індукція, sina — синус кута між векторами швидкості і індукції. А кількість рухомих частинок перетворити до виду: N = n * S * l (формула 3). Підставте формули 2 і 3 в формулу 1, скоротіть величини n, S, l, виходить розрахункова формула для сили Лоренца: Fл = q * v * B * sin a. Значить, для вирішення простих задач на знаходження сили Лоренца, визначте в умові завдання наступні фізичні величини: заряд рухається частинки, її швидкість, індукцію магнітного поля, в якій частка рухається, і кут між швидкістю і індукцією.

  2. Перед рішенням завдання переконайтеся, що всі величини виміряні у відповідних один одному або інтернаціональної системі одиницях. Для отримання у відповіді ньютонів (Н — одиниця сили), заряд повинен вимірюватися в кулонах (К), швидкість — у метрах на секунду (м / с), індукція — в теслах (Тл), синус альфа — не вимірюється число.

    Приклад 1. У магнітному полі, індукція яких 49 мТл, рухається заряджена частинка 1 нКл, зі швидкістю 1 м / с. Вектори швидкості і магнітної індукції взаємоперпендикулярних.

    Рішення. B = 49 мТл = 0,049 Тл, q = 1 нКл = 10 ^ (-9) Кл, v = 1 м / с, sin a = 1, Fл =?

    Fл = q * v * B * sin a = 0,049 Тл * 10 ^ (-9) Кл * 1 м / с * 1 = 49 * 10 ^ (12).

  3. Напрям сили Лоренца визначається правилом лівої руки. Для його застосування уявіть таке взаєморозташування трьох перпендикулярних один одному векторів. Розташуйте ліву руку так, щоб вектор магнітної індукції входив в долоню, чотири пальці були спрямовані в бік руху позитивною (проти руху негативного) частки, тоді відігнутий на 90 градусів великий палець вкаже напрям сили Лоренца см малюнок).

    Застосовується сила Лоренца в телевізійних трубках моніторів, телевізорів.

Джерела