Номер 3, страница 59 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 17. Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы. Глава 2. Магнитное поле - номер 3, страница 59.

3. Как определяется направление силы Лоренца с помощью правила левой руки?

Направление силы Лоренца, которая действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, определяется с помощью правила левой руки.

Формулировка правила:

Если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (то есть по направлению вектора скорости $\vec{v}$), то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление действующей на частицу силы Лоренца $\vec{F}$.

Для применения правила необходимо выполнить следующие шаги:

1. Направление пальцев: Четыре вытянутых пальца левой руки направить по вектору скорости $\vec{v}$ частицы.

2. Ориентация ладони: Расположить ладонь так, чтобы линии вектора магнитной индукции $\vec{B}$ входили в нее перпендикулярно.

3. Направление силы: Отведенный на 90° большой палец укажет направление силы Лоренца $\vec{F}$.

Важное примечание:

Вышеописанное правило справедливо для частиц с положительным зарядом ($q > 0$), например, для протонов или ионов.

Если частица имеет отрицательный заряд ($q < 0$), например, электрон, то направление силы Лоренца будет противоположно направлению, на которое указывает большой палец. В этом случае можно либо использовать правило левой руки как для положительного заряда, а затем изменить полученное направление силы на противоположное, либо изначально направить четыре пальца в сторону, противоположную вектору скорости отрицательной частицы.

Сила Лоренца всегда перпендикулярна и вектору скорости частицы, и вектору магнитной индукции. Математически это выражается через векторное произведение: $\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})$.

Ответ: Для определения направления силы Лоренца с помощью правила левой руки необходимо расположить левую руку так, чтобы линии магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по вектору скорости ($\vec{v}$) положительно заряженной частицы. В этом случае отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Лоренца ($\vec{F}$). Для отрицательно заряженной частицы направление силы будет противоположным.