|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Силы Ампера и ЛоренцаСила Ампера действует на проводник с током, который помещен в магнитное поле. Направление силы Ампера находят с помощью правила левой руки: если четыре пальца левой руки направлены по направлению тока в проводнике, а линии магнитной индукции входят в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец левой руки покажет направление силы Ампера. Модуль силы Ампера определяется выражением: FA = IBlsina, (3.3.9) где FA – модуль силы Ампера, I – сила тока в проводнике, l – длина прямого проводника, B – магнитная индукция, a – угол между проводником и вектором магнитной индукции. На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует магнитная составляющая силы Лоренца. Направление магнитной составляющей силы Лоренца находят с помощью правила левой руки (для положительного заряда): если четыре пальца левой руки направлены по скорости движения частицы, а линии магнитной индукции входят в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец левой руки показывает направление силы Лоренца. Если в магнитном поле движется отрицательно заряженная частица, то направление магнитной составляющей силы Лоренца находят с помощью правила правой руки: если четыре пальца правой руки направлены по скорости движения частицы, а линии магнитной индукции входят в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец правой руки показывает направление силы Лоренца. Модуль силы Лоренца: FЛ = qVBsina, (3.3.10) где FЛ – модуль магнитной составляющей силы Лоренца, q – заряд частицы, V – скорость заряженной частицы, с которой она движется в магнитном поле, B – магнитная индукция, a – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции. Заряженная частица, влетающая в магнитное поле под углом 90°к вектору магнитной индукции В, в поле движется по окружности. Для этой частицы можно записать второй закон Ньютона: FЛ = maц = mV 2/ R = qVB, (3.3.11) где m – масса заряженной частицы, aц – ее центростремительное (нормальное) ускорение, V – скорость частицы, R – радиус окружности, по которой она движется. Период обращения заряженной частицы по окружности радиуса R с постоянной скоростью V: Т = 2 p R / V. (3.3.12)
Пример 26. В магнитном поле движется прямолинейный проводник с током, сила тока в котором составляет 1 А, длина проводника 1 м. Магнитная индукция равна В = 0,1 Тл, на проводник действует сила Ампера, равная 2 Н. Найти угол между проводником и вектором магнитной индукции. Дано: FA = 1 Н, I = 4 А, B = 1 Тл, l = 1 м. Найти: a. Решение. Запишем исходную формулу для нахождения силы Ампера (это формула (3.3.9)): FA = IBlsina, откуда выразим вначале sina, а затем уже и сам угол a: sina = FA /(IВl), Þ a = arcsin [ FA /(IВl)] = arcsin (0,25) = 14,5°. Ответ: 14,5°. Пример 27. Заряженная частица с зарядом 1 нКл и массой 10–20 кг движется в магнитном поле по окружности. Скорость движения частицы составляет 1000 м/с. На частицу со стороны магнитного поля действует сила Лоренца, равная 0,002 Н. Найти радиус окружности, по которой движется частица, а также период обращения частицы по окружности. Дано: q = 1 нКл = 1×10–9 Кл, V = 1000 м/с, FЛ = 0,002 Н, m = 10–20 кг. Найти: R, T. Решение. Запишем исходные формулы для расчета искомых в задаче величин – формулы (3.3.10), (3.3.11), (3.3.12): FЛ = qVBsina (a = 90° по условию) FЛ = maц = mV 2 /R = qVB, Т = 2 p R V. Радиус окружности выразим из (3.3.11): R = mV/qB. (3.3.13) После подставки (3.3.13) в (3.3.12) получим для периода обращения заряженной частицы по окружности: Т = 2 p R / V = (2 p mV)/(VqB) = (2 p m)/(qB). (3.3.14) Магнитную индукцию выразим из (3.3.10): В = FЛ / qV. (3.3.15) Подставим (3.3.15) в (3.3.13) и (3.3.14) и получим окончательно для радиуса окружности и периода обращения частицы по окружности: R = mV / qB = (mVqV)/(qFЛ) = mV 2/ FЛ = 5×10–12 м. Т = (2 p m)/(qB) = (2p mV)/ FЛ = 3,14×10–14 с. Ответ: 5×10–12 м; 3,14×10–14 с.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |