Номер 655, страница 98 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Магнитное поле. Направление линий магнитного поля тока. Действие магнитного поля на электрический ток. Индукция магнитного поля - номер 655, страница 98.

Условие.

655. Положительно заряженная частица влетает в зазор между полюсами электромагнита (рис. 141). Куда направлена действующая на частицу сила со стороны магнитного поля?

Рис. 141

Решение.

Дано:

Заряд частицы $q$ — положительный ($q > 0$).

Направление скорости частицы $\vec{v}$ — горизонтально влево.

Направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ — вертикально вверх.

Найти:

Направление силы, действующей на частицу со стороны магнитного поля (силы Лоренца $\vec{F_Л}$) - ?

Решение

На движущуюся в магнитном поле заряженную частицу действует сила Лоренца. Направление этой силы для положительно заряженной частицы можно определить с помощью правила левой руки.

Для применения этого правила необходимо выполнить следующие действия:

1. Расположить левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца были сонаправлены с вектором скорости движения частицы $\vec{v}$. В данном случае пальцы должны указывать влево.

2. Повернуть ладонь таким образом, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в нее перпендикулярно. Вектор $\vec{B}$ направлен от северного полюса (N) к южному (S), то есть вверх. Следовательно, ладонь должна быть обращена вниз.

3. Отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление действующей на частицу силы Лоренца $\vec{F_Л}$.

Применив это правило к ситуации, изображенной на рисунке, мы видим, что большой палец будет направлен от нас, перпендикулярно плоскости чертежа.

Математически сила Лоренца выражается формулой: $\vec{F_Л} = q(\vec{v} \times \vec{B})$. Так как заряд частицы $q$ положителен, направление силы $\vec{F_Л}$ совпадает с направлением векторного произведения скорости $\vec{v}$ на вектор магнитной индукции $\vec{B}$. Это направление также можно определить по правилу правого винта (или правилу правой руки для векторного произведения), и оно будет направлено от наблюдателя (вглубь рисунка).

Ответ: Сила, действующая на частицу со стороны магнитного поля, направлена перпендикулярно плоскости рисунка от наблюдателя.