Яка сила буде діяти на електрон, яке рухається по провіднику зі струмом 5 А, якщо воно має прискорення, рівне 300

Тема урока: Сила, действующая на заряд в проводнике

Пояснение: Для вычисления силы, действующей на заряд в проводнике, будем использовать формулу, которая связывает силу, заряд, скорость и магнитное поле. Данная формула имеет вид: F = q * v * B * sin(θ), где F - сила, q - заряд, v - скорость, B - магнитная индукция, θ - угол между направлением скорости и магнитным полем.

В данной задаче мы имеем заряд, движущийся по проводнику с током. Так как его вектор скорости параллелен проводнику, то угол между скоростью и магнитным полем равен 90 градусам. Также дана величина тока и расстояние от проводника до заряда.

Прежде всего, нам нужно найти магнитную индукцию (B). Для провода с током можно использовать формулу B = μ₀ * I / (2πr), где μ₀ - магнитная постоянная (4π * 10^(-7) Тл∙м/А), I - ток в проводнике, r - расстояние от проводника до заряда.

Подставляя значения, получим B = 4π * 10^(-7) * 5 / (2π * 0.004) = 10^(-4) Тл.

Теперь, используя формулу для силы, получим F = q * v * B * sin(90°) = q * v * B.

Таким образом, сила, действующая на заряд, будет равна F = q * v * B = q * 300 В * 10^(-4) Тл.

Например: Если заряд равен 2 Кл, то сила будет F = 2 Кл * 300 В * 10^(-4) Тл.

Совет: При решении подобных задач полезно знать, что магнитное поле, создаваемое проводником с током, направлено круговым образом. Учитывайте также правило правой руки - при изгибе большого пальца на руке в направлении тока, остальные пальцы покажут направление магнитного поля.

Дополнительное упражнение: Чему будет равна сила, действующая на заряд в проводнике, если заряд равен 4 Кл, вектор скорости параллелен проводнику и равен 200 м/с, а расстояние от проводника до заряда составляет 2 мм? (Ответ: F = 4 Кл * 200 м/с * 10^(-4) Тл)