Номер 3.46, страница 60 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Сила Лоренца - номер 3.46, страница 60.

Условие.

3.46. На рисунке 3.23 представлен случай взаимодействия магнитного поля с движущейся заряженной частицей. Определите знак заряда частицы.

Рис. 3.23

Решение.

Решение

Направление силы Лоренца, действующей на движущуюся в магнитном поле заряженную частицу, определяется по правилу левой руки. Сила Лоренца ($F_Л$) является векторной величиной и вычисляется по формуле: $\vec{F_Л} = q(\vec{v} \times \vec{B})$, где $\text{q}$ - заряд частицы, $\vec{v}$ - вектор скорости частицы, а $\vec{B}$ - вектор магнитной индукции.

Согласно правилу левой руки, если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда (по вектору скорости $\vec{v}$), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца $\vec{F_Л}$, действующей на этот заряд.

Применим это правило к условию задачи. Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен перпендикулярно плоскости рисунка на нас (обозначено точками). Располагаем левую руку ладонью так, чтобы в нее входил вектор $\vec{B}$. Четыре пальца направляем по вектору скорости $\vec{v}$, то есть вправо. В таком положении отогнутый большой палец будет указывать вверх.

Таким образом, если бы заряд частицы был положительным, сила Лоренца была бы направлена вверх. Однако на рисунке показано, что сила Лоренца $\vec{F_Л}$ направлена вниз. Поскольку направление действующей силы противоположно направлению, определённому по правилу левой руки, можно сделать вывод, что заряд частицы является отрицательным.

Ответ: Заряд частицы отрицательный.