Номер 4, страница 106 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 18. Сторонние силы. Задания и упражнения - номер 4, страница 106.

Условие.

4. В однородное магнитное поле влетает частица, траектория которой — дуга окружности (рис. 111). Какой заряд имеет частица?

Рис. 111

Решение.

Решение

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки. Сила Лоренца $ \vec{F_Л} $ определяется векторным произведением: $ \vec{F_Л} = q(\vec{v} \times \vec{B}) $, где $ q $ – заряд частицы, $ \vec{v} $ – её скорость, а $ \vec{B} $ – вектор магнитной индукции.

Правило левой руки для положительного заряда гласит: если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (по вектору скорости $ \vec{v} $), то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы Лоренца $ \vec{F_Л} $.

Применим это правило к данной задаче:

1. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен из плоскости рисунка на нас (обозначен точками). Располагаем левую руку так, чтобы вектор $ \vec{B} $ входил в ладонь.

2. Четыре вытянутых пальца направляем по вектору скорости $ \vec{v} $, то есть вверх.

3. В таком положении отогнутый большой палец будет указывать влево.

Таким образом, на положительно заряженную частицу в данных условиях действовала бы сила, направленная влево. Однако, судя по траектории частицы на рисунке, она изгибается вправо. Это означает, что действующая на неё сила Лоренца $ \vec{F_Л} $ направлена вправо, то есть в сторону, противоположную той, что была определена по правилу левой руки.

Поскольку направление силы, действующей на частицу, противоположно направлению, определённому для положительного заряда, можно сделать вывод, что заряд частицы является отрицательным.

Ответ: Частица имеет отрицательный заряд.