Номер 4, страница 191 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 33. Сила Лоренца - номер 4, страница 191.

Условие.

4. Если на проводник в целом в магнитном поле действует сила Ампера, а на каждую отдельную заряженную частицу в этом проводнике действует сила Лоренца, то можно ли предположить, что эти два явления связаны причинно-следственными связями? Если да, то какое явление, действие силы Ампера или действие силы Лоренца, служит причиной, а какое следствием?

Решение.

Да, эти два явления — действие силы Ампера на проводник в целом и действие силы Лоренца на каждую отдельную заряженную частицу в этом проводнике — безусловно связаны причинно-следственными связями.

По своей физической сути, сила Ампера является макроскопическим проявлением совокупного действия сил Лоренца. Электрический ток в проводнике представляет собой упорядоченное движение огромного числа заряженных частиц (например, электронов в металлах). Магнитное поле взаимодействует с каждой из этих движущихся частиц. Сила, действующая со стороны магнитного поля на отдельную заряженную частицу, называется силой Лоренца, и ее модуль определяется формулой:

$F_Л = |q| v B \sin\alpha$,

где $\text{q}$ — это заряд частицы, $\text{v}$ — скорость ее упорядоченного движения, $\text{B}$ — модуль индукции магнитного поля, а $\alpha$ — угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Сила Ампера, которая действует на проводник с током как на единое целое, является равнодействующей (то есть векторной суммой) всех этих микроскопических сил Лоренца, приложенных к каждому носителю заряда в проводнике. Заряженные частицы (электроны), испытывая на себе действие силы Лоренца, не могут покинуть проводник и, взаимодействуя с его кристаллической решеткой, передают это воздействие всему проводнику.

Исходя из этого, причинно-следственная связь устанавливается следующим образом:

Причина: действие силы Лоренца на каждую отдельную заряженную частицу (носитель тока), движущуюся в магнитном поле внутри проводника.

Следствие: действие силы Ампера на весь проводник с током, которое является суммарным макроскопическим проявлением всех сил Лоренца.

Ответ: Да, эти явления связаны причинно-следственными связями. Причиной является действие силы Лоренца на отдельные движущиеся заряженные частицы в проводнике. Следствием является сила Ампера, действующая на проводник в целом как равнодействующая всех сил Лоренца.