Номер 1, страница 23 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. Чему равен модуль силы Лоренца?

1. Решение

Сила Лоренца – это сила, которая действует со стороны магнитного поля на движущуюся в нём электрически заряженную частицу. Модуль этой силы зависит от величины заряда частицы, её скорости, индукции магнитного поля и угла, под которым частица движется по отношению к линиям магнитной индукции.

Модуль силы Лоренца, обозначаемый $F_Л$, определяется следующей формулой:

$F_Л = |q| v B \sin\alpha$

В этой формуле: $|q|$ – это модуль электрического заряда частицы (измеряется в Кулонах, Кл); $v$ – скорость движения частицы (в метрах в секунду, м/с); $B$ – модуль вектора магнитной индукции (в Теслах, Тл); $\alpha$ – угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Сила Лоренца достигает своего максимального значения, когда частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции. В этом случае угол $\alpha = 90^\circ$, и, поскольку $\sin 90^\circ = 1$, формула упрощается до $F_{Л_{max}} = |q| v B$.

Если же частица движется вдоль линий магнитной индукции (то есть параллельно или антипараллельно им), то угол $\alpha$ равен $0^\circ$ или $180^\circ$. Так как $\sin 0^\circ = 0$ и $\sin 180^\circ = 0$, сила Лоренца в этом случае равна нулю ($F_Л = 0$). Это означает, что магнитное поле не оказывает действия на частицу, движущуюся вдоль его силовых линий.

Направление силы Лоренца всегда перпендикулярно как вектору скорости $\vec{v}$, так и вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Его определяют по правилу левой руки для положительно заряженной частицы (для отрицательно заряженной частицы направление силы будет противоположным).

Ответ: Модуль силы Лоренца равен произведению модуля заряда частицы, модуля ее скорости, модуля вектора магнитной индукции и синуса угла между векторами скорости и магнитной индукции: $F_Л = |q| v B \sin\alpha$.