Номер 5, страница 189 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

5. Как определяют направление силы Лоренца, действующей на положительную частицу? На отрицательную?

Направление силы Лоренца, действующей на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле, определяется с помощью правила левой руки. Сила Лоренца выражается векторной формулой:

$ \vec{F}_L = q(\vec{v} \times \vec{B}) $

где $q$ – заряд частицы, $ \vec{v} $ – ее скорость, а $ \vec{B} $ – вектор магнитной индукции. Направление зависит от знака заряда $q$.

На положительную частицу

Для определения направления силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу ($q > 0$), используется правило левой руки:

1. Расположить левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца были направлены по направлению вектора скорости частицы ($ \vec{v} $).

2. Вектор магнитной индукции ($ \vec{B} $) должен входить в ладонь перпендикулярно ей.

3. Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы Лоренца ($ \vec{F}_L $), действующей на частицу.

Это направление совпадает с направлением, которое дает векторное произведение $ \vec{v} \times \vec{B} $.

Ответ: Направление силы Лоренца для положительной частицы определяется по правилу левой руки.

На отрицательную частицу

Если частица заряжена отрицательно ($q < 0$), то направление силы Лоренца будет противоположно тому, которое определяется по правилу левой руки. Из-за знака «минус» перед зарядом в формуле, вектор силы $ \vec{F}_L $ направлен в сторону, противоположную вектору $ \vec{v} \times \vec{B} $.

Чтобы найти направление, нужно:

1. Применить правило левой руки так же, как для положительной частицы (четыре пальца по скорости $ \vec{v} $, вектор $ \vec{B} $ в ладонь).

2. Направление действующей силы Лоренца будет противоположно тому, на которое указывает большой палец.

В качестве альтернативы, можно направить четыре пальца левой руки в сторону, противоположную вектору скорости отрицательной частицы. Тогда большой палец сразу укажет искомое направление силы.

Ответ: Направление силы Лоренца для отрицательной частицы противоположно направлению, определяемому по правилу левой руки для вектора скорости этой частицы.