При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает

Сила Лоренца

Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной Δl с силой тока I, находящийся в магнитном поле B,

F = IBΔl sin α

может быть выражена через силы, действующие на отдельные носители заряда.

Сила Лоренца – сила, действующая на одну заряженную частицу. Она равна:

F_Л = qυB sin α, где

q – величина заряда, Кл;

В – индукция поля, Тл;

υ – скорость движения заряда, м/с;

α – угол между направлением скорости υ и индукции В поля.

Направление силы Лоренца, действующей на положительнозаряженнуючастицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика. Взаимное расположение векторов , и для положительно заряженной частицы показано на рис. 5.

Рисунок 5 - Взаимное расположение векторов , и

Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость лежит в плоскости, перпендикулярной вектору , то частица будет двигаться по окружности радиуса

, где

R – радиус движения частицы, м;

m – масса частицы, кг;

u - скорость движения частицы, м/с;

q – заряд, Кл;

B – индукция магнитного поля, Тл.

Сила Лоренца в этом случае играет роль центростремительной силы (см. рис. 6).

Рисунок 6 - Круговое движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.

Период обращения частицы Т в однородном магнитном поле равен:

, где

R – радиус движения частицы, м;

m – масса частицы, кг;

u - скорость движения частицы, м/с;

q – заряд, Кл;

B – индукция магнитного поля, Тл.

ЗАДАЧА 3.12

В однородное магнитное поле с индукцией 0,01 Тл влетает электрон со скоростью 4·10⁷ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Чему равны сила, действующая на электрон в магнитном поле, и радиус окружности, по которой он движется?

Дано:	Решение
B = 0,01 Tл e = -1,6· Кл = 9,1· кг u = 4·10^7 м/с	На электрон действует сила Лоренца: FЛ = Вu|q0|sin α FЛ =1,6·10^-19·0,01·4·10^7·sin90=0,064·10^-11=6,4·10^-13(H) Радиус окружности определяется по формуле: R = mu|q0|B => R = 9,1·10^-31·4·10^7· 1,6·10^-19 · 0,01 = 2275·10^-5 м ≈23 мм
I -?
Ответ: R ≈ 23 мм.

Тема 3.5 «ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ»

Дата добавления: 2014-11-07