АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Силы Ампера и Лоренца

Читайте также:
  1. Вопрос№8 Магнитное поле параллельных токов. Сила ампера. Магнитный поток
  2. Движение заряда в магнитном поле. Сила Лоренца.
  3. Доходы населения, виды доходов. Проблема неравенства доходов. Кривая Лоренца.
  4. Закон Ампера
  5. Закон Ампера
  6. Закон Ампера
  7. Закон Ампера. Взаимодействие токов.
  8. Кривая Лоренца.
  9. Кривая Лоренца. Измерение неравенства посредством коэффициента Джини.
  10. Магнитное взаимодействие токов. Сила Ампера.
  11. Магнитное поле постоянного тока. Сила, действующая на проводник с током, в магнитном поле. Сила Лоренца.
  12. На рисунке показана кривая Лоренца.

Сила 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.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)