Номер 5, страница 178 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

5. Магнитное поле действует с силой $\vec{F}$ на частицу, движущуюся со скоростью $\vec{v}$ (рис. 129). Определите знак заряда частицы.

Рис. 129

Решение

На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки (для положительного заряда). Сила Лоренца описывается векторным уравнением $\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})$, где $q$ — это заряд частицы, $\vec{v}$ — её скорость, а $\vec{B}$ — вектор магнитной индукции.

Из рисунка 129 видно, что:

• вектор скорости $\vec{v}$ направлен вниз;
• вектор магнитной индукции $\vec{B}$ направлен перпендикулярно плоскости рисунка от наблюдателя (обозначено крестиками);
• вектор силы Лоренца $\vec{F}$ направлен влево.

Чтобы определить знак заряда частицы, применим правило левой руки. Это правило определяет направление силы, действующей на положительный заряд. Расположим левую руку так, чтобы четыре вытянутых пальца были направлены по вектору скорости $\vec{v}$ (вниз), а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь. Для этого ладонь нужно направить к экрану (к себе). При таком расположении руки отогнутый на 90 градусов большой палец будет указывать направление силы, действующей на положительный заряд.

В данном случае большой палец будет указывать вправо.

Однако, на рисунке сила $\vec{F}$ направлена влево, то есть в сторону, противоположную той, которую указывает правило левой руки для положительного заряда. Это означает, что заряд частицы является отрицательным, так как для отрицательного заряда сила Лоренца направлена в сторону, противоположную результату векторного произведения $\vec{v} \times \vec{B}$.

Ответ: Заряд частицы отрицательный.