Номер 5, страница 177 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

5. Что можно определить, пользуясь правилом левой руки?

5. С помощью правила левой руки можно определить направление силы, действующей со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу (сила Лоренца) или на проводник с током (сила Ампера).

Формулировка правила:

• Для определения направления силы Ампера: если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля (вектор $\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока ($\vec{I}$) в проводнике, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Ампера ($\vec{F_A}$), действующей на проводник.
• Для определения направления силы Лоренца: если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля (вектор $\vec{B}$) входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы (вектор $\vec{v}$), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца ($\vec{F_Л}$), действующей на частицу. Если частица заряжена отрицательно, то направление силы будет противоположным направлению большого пальца.

Ответ: Правило левой руки позволяет определить направление силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током или на движущуюся в нем заряженную частицу.

6. Вопрос не закончен. Предположительно, он звучит так: «В каком случае сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся в этом поле заряженную частицу является максимальной, а в каком – минимальной (равной нулю)?»

Величина силы, действующей на движущуюся заряженную частицу (силы Лоренца), определяется по формуле: $F_Л = |q| v B \sin(\alpha)$ где $|q|$ — модуль заряда частицы, $v$ — ее скорость, $B$ — индукция магнитного поля, а $\alpha$ — угол между вектором скорости $\vec{v}$ и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Величина силы, действующей на прямолинейный проводник с током (силы Ампера), определяется по формуле: $F_A = I B l \sin(\alpha)$ где $I$ — сила тока в проводнике, $l$ — длина активной части проводника, $B$ — индукция магнитного поля, а $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Анализируя эти формулы, можно сделать следующие выводы:

• Сила максимальна: Сила действия магнитного поля будет максимальной, когда синус угла $\alpha$ равен своему максимальному значению, то есть 1. Это происходит при $\alpha = 90^\circ$. Таким образом, сила максимальна, когда заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции, или когда проводник с током расположен перпендикулярно этим линиям.
• Сила минимальна (равна нулю): Сила действия магнитного поля равна нулю, когда синус угла $\alpha$ равен нулю. Это происходит при $\alpha = 0^\circ$ или $\alpha = 180^\circ$. Таким образом, магнитное поле не действует на заряженную частицу, которая движется параллельно или антипараллельно линиям магнитной индукции, а также на проводник с током, расположенный вдоль этих линий.

Ответ: Сила действия магнитного поля максимальна, когда вектор скорости заряженной частицы (или направление тока в проводнике) перпендикулярен вектору магнитной индукции. Сила равна нулю, когда вектор скорости частицы (или направление тока) параллелен вектору магнитной индукции.