Номер 1, страница 191 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 33. Сила Лоренца - номер 1, страница 191.

Условие.

1. Какая сила называется силой Лоренца?

Решение.

1. Силой Лоренца называют силу, с которой электромагнитное поле действует на движущуюся в нём точечную заряженную частицу. Эта сила является векторной суммой двух компонент: электрической, обусловленной электрическим полем, и магнитной, обусловленной магнитным полем.

Общая формула для силы Лоренца в векторной форме выглядит так:

$\vec{F_Л} = q(\vec{E} + [\vec{v} \times \vec{B}])$

где:
$\vec{F_Л}$ — вектор силы Лоренца (единица измерения в СИ — Ньютон, Н);
$\text{q}$ — величина электрического заряда частицы (Кулон, Кл);
$\vec{E}$ — вектор напряжённости электрического поля (Вольт на метр, В/м);
$\vec{v}$ — вектор скорости движения частицы (метр в секунду, м/с);
$\vec{B}$ — вектор магнитной индукции (Тесла, Тл);
$[\vec{v} \times \vec{B}]$ — векторное произведение скорости частицы и магнитной индукции.

Часто под силой Лоренца понимают только её магнитную составляющую, то есть силу, действующую на заряд, движущийся в магнитном поле. Модуль этой силы вычисляется по формуле:

$F_м = |q|vB\sin\alpha$

где $\alpha$ — это угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Из этой формулы видно, что магнитная составляющая силы Лоренца равна нулю, если заряд покоится ($v=0$) или движется параллельно линиям магнитной индукции ($\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$). Сила максимальна, когда частица движется перпендикулярно линиям поля ($\alpha = 90^\circ$).

Направление магнитной силы Лоренца всегда перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы скорости $\vec{v}$ и магнитной индукции $\vec{B}$. Его можно определить с помощью правила левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции ($\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда (или против движения отрицательного), то отогнутый на 90° большой палец укажет направление действия силы Лоренца.

Поскольку сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости частицы, она не совершает работы и не изменяет кинетическую энергию (и модуль скорости) частицы, а лишь искривляет её траекторию.

Ответ: Силой Лоренца называется сила, действующая на точечный электрический заряд, движущийся в электромагнитном поле. Она представляет собой векторную сумму силы, действующей со стороны электрического поля ($q\vec{E}$), и силы, действующей со стороны магнитного поля ($q[\vec{v} \times \vec{B}]$).