Номер 3.40, страница 58 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Сила Лоренца - номер 3.40, страница 58.

Условие.

3.40. Действует ли магнитное поле:

а) на незаряженную частицу;

б) на покоящуюся заряженную частицу;

в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль магнитной линии?

Решение.

Решение

Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренца. Её модуль определяется по формуле: $F_Л = |q|vB\sin(\alpha)$, где $\text{q}$ - заряд частицы, $\text{v}$ - её скорость, $\text{B}$ - индукция магнитного поля, а $\alpha$ - угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

а) на незаряженную частицу

Для незаряженной частицы её электрический заряд $q = 0$. Подставляя это значение в формулу для силы Лоренца, получаем: $F_Л = 0 \cdot vB\sin(\alpha) = 0$. Следовательно, магнитное поле не действует на незаряженные частицы.

Ответ: Нет, не действует.

б) на покоящуюся заряженную частицу

Для покоящейся частицы её скорость $v = 0$. Подставляя это значение в формулу для силы Лоренца, получаем: $F_Л = |q| \cdot 0 \cdot B\sin(\alpha) = 0$. Следовательно, магнитное поле не действует на покоящиеся заряженные частицы.

Ответ: Нет, не действует.

в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль магнитной линии

Если частица движется вдоль магнитной линии, то её вектор скорости $\vec{v}$ параллелен вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Это означает, что угол $\alpha$ между ними равен $0^\circ$ или $180^\circ$. В обоих случаях синус угла равен нулю: $\sin(0^\circ) = 0$ и $\sin(180^\circ) = 0$. Подставляя это в формулу для силы Лоренца, получаем: $F_Л = |q|vB \cdot 0 = 0$. Следовательно, магнитное поле не действует на заряженную частицу, которая движется вдоль его силовых линий.

Ответ: Нет, не действует.