Какова скорость и направление движения заряженного шарика, при влете в область магнитного поля с индукцией B

Тема вопроса: Движение заряженного шарика в магнитном поле.

Объяснение: При движении заряженного шарика в магнитном поле возникает сила Лоренца, которая действует перпендикулярно и к скорости заряда, и к вектору индукции магнитного поля. Сила Лоренца определяется формулой F = q * v * B * sin(θ), где q - заряд шарика, v - скорость шарика, B - индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости шарика и индукции магнитного поля.

В данной задаче, угол между скоростью шарика и индукцией магнитного поля равен 90 градусов (так как направление скорости перпендикулярно вектору индукции). Таким образом, sin(90) = 1. Подставляя все значения в формулу, получим F = q * v * B.

Сила Лоренца вызывает изменение траектории движения шарика, но не изменяет его скорость. Следовательно, скорость шарика будет оставаться равной 1000 м/с, но ее направление изменится под действием силы Лоренца. Направление силы определяется правилом левой руки: если представить, что вы протягиваете большой палец, указывающий в сторону скорости шарика, а остальные пальцы - в сторону вектора индукции, то направление силы будет перпендикулярно к плоскости, образованной большим пальцем и указательным пальцем.

Таким образом, скорость и направление движения шарика после влета в магнитное поле будут равны 1000 м/с и перпендикулярны вектору индукции магнитного поля.

Пример: Решите задачу для случая, когда заряд шарика q = 2 Кл.

Совет: Чтобы лучше понять взаимодействие между заряженной частицей и магнитным полем, рекомендуется изучить основы электромагнетизма и правило Лоренца.

Упражнение: Как изменится направление движения шарика, если его начальная скорость будет направлена параллельно вектору индукции магнитного поля?

Содержание: Движение заряженного шарика в магнитном поле

Объяснение:

Для определения скорости и направления движения заряженного шарика в магнитном поле, мы используем закон Лоренца. Согласно этому закону, на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Формула для силы Лоренца выглядит следующим образом:

F = q * v * B * sin(θ),

где F - сила Лоренца, q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - индукция магнитного поля, θ - угол между векторами скорости и индукции.

В данной задаче у нас заряженный шарик влетает в область магнитного поля. Начальная скорость шарика равна 1000 м/с и направлена перпендикулярно вектору индукции. Таким образом, угол между векторами скорости и индукции равен 90 градусов.

Подставляя значения в формулу, получаем:

F = q * v * B * sin(90°).

Учитывая, что sin(90°) = 1, мы можем упростить формулу:

F = q * v * B.

Таким образом, скорость и направление движения зависят от заряда q и магнитного поля B.

Пример:

Начальная скорость шарика равна 1000 м/с, индукция магнитного поля равна 0,2 Тл. Заряд шарика равен 2 Кл. Подставим значения в формулу:

F = (2 Кл) * (1000 м/с) * (0,2 Тл).

Посчитаем:

F = 400 Н.

Таким образом, сила Лоренца, действующая на заряженный шарик, равна 400 Н.

Совет:

Чтобы лучше понять движение заряженных частиц в магнитном поле, рекомендуется изучить правило левой руки Флеминга, которое помогает определить направление силы Лоренца. Также полезно знать, что заряженная частица будет двигаться по окружности, если векторы скорости и индукции перпендикулярны друг другу.

Задание:

В магнитном поле с индукцией B = 0.3 Тл движется заряженный шарик с зарядом 5 Кл. Начальная скорость шарика равна 800 м/с и направлена под углом 60° к вектору индукции. Определите силу Лоренца, действующую на шарик.