Номер 2, страница 311 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Подумайте, какая сила действует на движущийся электрический заряд. Применяя правило левой руки, определите знаки зарядов (см. рис. 12.2) отклонившихся в магнитном поле частиц.

Какая сила действует на движущийся электрический заряд

На движущийся в магнитном поле электрический заряд действует сила Лоренца. Эта сила перпендикулярна как вектору скорости частицы, так и вектору магнитной индукции. Величина силы Лоренца рассчитывается по формуле:

$F_Л = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin\alpha$

где:

• $F_Л$ – сила Лоренца, измеряемая в ньютонах (Н),
• $|q|$ – модуль электрического заряда частицы, измеряемый в кулонах (Кл),
• $v$ – скорость движения частицы, измеряемая в метрах в секунду (м/с),
• $B$ – индукция магнитного поля, измеряемая в теслах (Тл),
• $\alpha$ – угол между вектором скорости $v$ и вектором магнитной индукции $B$.

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки.

Ответ: На движущийся электрический заряд в магнитном поле действует сила Лоренца.

Определение знаков зарядов частиц

Для определения знаков зарядов частиц, отклонившихся в магнитном поле (согласно отсутствующему на изображении рис. 12.2), необходимо применить правило левой руки.

Формулировка правила:

• Расположите левую руку так, чтобы линии вектора магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь.
• Вытянутые четыре пальца направьте по направлению вектора скорости ($\vec{v}$) положительно заряженной частицы.
• Отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на частицу силы Лоренца ($\vec{F}_Л$), а следовательно, и направление ее отклонения.

Важное замечание:

• Если заряд частицы положительный ($q > 0$), то направление силы Лоренца совпадает с направлением, указанным большим пальцем.
• Если заряд частицы отрицательный ($q < 0$), например, электрон, то четыре пальца нужно направить против вектора скорости, либо, что то же самое, направить их по скорости, но итоговое направление силы будет противоположно направлению большого пальца.

Таким образом, проанализировав направление скорости частиц и направление их отклонения в известном магнитном поле (которое также должно быть указано на рисунке 12.2), можно однозначно определить знак их заряда. Частицы, не имеющие заряда (нейтральные), или движущиеся параллельно линиям магнитной индукции, не будут отклоняться.

Ответ: Знак заряда определяется по направлению его отклонения в магнитном поле согласно правилу левой руки. Если частица отклоняется в направлении, которое указывает большой палец (при соблюдении правила для положительного заряда), ее заряд положителен. Если частица отклоняется в противоположную сторону, ее заряд отрицателен.