Магнитная составляющая силы Лоренца

Рассмотрим случаи, когда электрическая составляющая F̅_Э = 0, а сила Лорен­ца равна своей магнитной составляющей.

F̅_Л = F̅_М.

Выясним, как можно рассчитать силу, действующую на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле. Для этого вос­пользуемся знаниями о силе Ампера.

Электрический ток в проводнике являет­ся упорядоченным движением заряженных частиц. Согласно электронной теории сила тока в проводнике определяется по формуле

I = qnvS, (магнитная составляющая силы Лоренца)

где I — сила тока; q — заряд частицы, которая создает ток; n = N / V — концентрация за­ряженных частиц в проводнике; v — ско­рость направленного движения частиц; S — площадь поперечного сечения проводника.

Действие магнитного поля на проводник с током можно рассматривать как результат действия магнитного поля на все движу­щиеся заряженные частицы в проводнике. Поэтому формулу силы Ампера можно за­писать с учетом выражения тока в элект­ронной теории:

F_А = BqnvS • Δl • sin α,

или

F_А = Bq(N / V)vSΔl • sin α.

Сила Ампера является равно­действующей сил Лоренца, дей­ствующих на каждую движу­щуюся заряженную частицу.

Если учесть, что S • Δl = V, то

F_А = BqvN • sin α.

Если сила Ампера является равнодейст­вующей всех сил, которые действуют на N заряженных частиц, то на одну частицу бу­дет действовать сила в N раз меньше:

F = F_А / N = qvB • sin α.

Полученное выражение и есть формулой для расчета магнитной составляющей силы Лоренца:

F_Л = qvB • sin α.

Анализ полученной формулы позволяет сделать выводы, что: Материал с сайта http://worldof.school

1. магнитная составляющая силы Лоренца действует лишь на движущуюся частицу (v ≠ 0); если v = 0, то F_Л = 0;
2. магнитная составляющая силы Лорен­ца не действует на заряженную частицу, движущуюся вдоль линии магнитной ин­дукции (α = 0); если α = 0, то F_Л = 0.

Направление магнитной составляющей си­лы Лоренца, как и силы Ампера, определя­ется по правилу левой руки. При этом нуж­но помнить, что если определяется на­правление силы Лоренца, действующей на электрон (или другую отрицательно заря­женную частицу), то при применении пра­вила необходимо изменять направление ско­рости движения на противоположное.

На этой странице материал по темам:

• Сила лоренца является магнитной составляющей силы ампера

• Физика доклад магнитные силы гдз 5к

• Природа сил лоренца

• Магнитная составляющая силы

• Реферат электромагнитные явления

Вопросы по этому материалу:

• Какая связь между силой Ампера и силой Лоренца?

• Как получить формулу для магнитной составляющей силы Ло­ренца?

• Как применять правило левой руки для определения направления силы Лоренца, которая действует на разноименно заряженные частицы?