Самостоятельная работа по теме "Сила Ампера. Сила Лоренца" Вариант 1 1. В магнитном поле находится проводник с током (рис. 25). Каково направление силы Ампера, действующей на проводник? А. От читателя Б. К читателю. В. Равна нулю Puc. 25 2. Прямолинейный проводних длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 30 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А 3. В магнитном поле с индукцией 5 Та движется электров со скоростью 10 м/с, направленной перпендикулярню диниям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля? 4. На рисунке 77 показано сечение проводника е током. Электрический ток направлен перпендикулярно плоскости рисунка. В каком случае правильно указано направление диний индукции магнитного поля, созданнно этим током? 1) рис А 2) рис Б 3) нет правильного ответа 5. В какую сторону отклоняется протон под действием магнитного поли (рис. 2917 The 17 А. Влево. Б. Вправо. В. Вверх 6. Во всех четырех вариантах определите направление силы Ампера. S N NOS N S 6 2 a Рис. 29 А. Влево, Б. Вправо. В. Вверх. Г. От читателя. Д. К читателю. Е. Ровна нулю. Ж) низ 7. Во всех четырех вариантах определите направление силы Лоренца XXX XXX XXX 官 a) 6) B S N А. Влево. Б. Вправо. В. Вверх. Г. От читателя. Д. К читателю

Ниже — подробное решение по теме сила Ампера и сила Лоренца. Я дам сначала общие правила и формулы, затем решу задачи, там где есть данные. По задачам с изображениями (рис. 25, рис. 77, рис. 29 и т. п.) направление в отдельных пунктах может зависеть от конкретного положения полей на рисунке. Там без изображения точно указать направление нельзя — пришлите рисунки или опишите направления B и движения/тока. Общие принципы и формулы - Сила Ампера на прямой проводник длиной L с током I в однородном магнитном поле B: F = I L × B Модуль: F = I L B sin(phi), где phi — угол между направлением тока (направление L) и вектором магнитной индукции B. Направление определяется правилом правой руки: если направить большой палец руки вдоль направления тока, а остальные пальцы вдоль B, то направление большого пальца (или «направление вектора F») будет перпендикулярно обеим величинам в зависимости от выбранной системы координат. Для удобства часто используют формулу F = I (L × B): направляйте пальцем по L (направление тока), затем крутите к B — направление большого пальца даст F. - Сила Лоренца на движущийся заряд q с скоростью v в поле B: F = q v × B Модуль: F = |q| v B sin(theta), где theta — угол между v и B. Для положительного заряда направление определяется правилом правой руки: направить указательный палец вдоль v, средний палец вдоль B — большой палец даст направление F. Для электрона (q = -e) реальное направление противоположно направлению v × B. - Применение к конкретному заряду: - Электрон имеет заряд q = -e (отрицательный), поэтому направление силы на электрон будет противоположно направлению v × B для положительного заряда. - Протоны и другие положительно заряженные частицы имеют q > 0, направление F совпадает с направлением v × B. Задачи варианта 1 (Вариант 1) 1. В магнитном поле находится проводник с током (рис. 25). Каково направление силы Ампера, действующей на проводник? - Что можно решить прямо сейчас: направление зависит от направления тока по проводнику и направления магнитной индукции B, изображённых на рисунке 25. Применяйте правило правой руки для вектора I и B (I вдоль направления тока, B — направление индукции). Если ток идёт в заданном направлении, а B указано на рисунке, направление F будет перпендикулярно обеим величинам согласно правилу векторного произведения. - Без самого рисунка определить точное направление невозможно. Пожалуйста, пришлите рисунок 25 или опишите направления тока и B (куда вектор B направлен относительно плоскости и тока) — и я дам точное направление: А (к читателю), Б (от читателя) или 0. 2. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 30 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А? - Дано: I = 3 А, L = 10 см = 0.10 м, B = 4 Тл, угол между проводником и B: phi = 30°. - Формула: F = I L B sin(phi). - Подстановка: F = 3 × 0.10 × 4 × sin(30°) = 0.30 × 4 × 0.5 = 1.2 × 0.5 = 0.6 Н. - Ответ: F = 0.6 Н. - Направление: по правилу правой руки для вектора L × B (направление тока по L, направление B указано на рисунке). Без точного направления B на рисунке нельзя дать конкретное словесное направление (вверх/влево и т.д.), но метод — такой же: направьте ладонь по току, поверните к B, большой палец покажет направление силы на проводник. 3. В магнитном поле с индукцией 5 Т движется электрон со скоростью 10 м/с, направленной перпендикулярно к направлениям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы, действующей на электрон со стороны магнитного поля? - Дано: q = -e, e ≈ 1.602 × 10^-19 Кл, v = 10 м/с, B = 5 Т, угол между v и B: theta = 90°, sin(theta) = 1. - Формула: F = |q| v B sin(theta) = e v B. - Подстановка: F = (1.602 × 10^-19 C) × 10 м/с × 5 Т = 1.602 × 10^-19 × 50 = 8.01 × 10^-18 Н. - Направление: для положительного заряда FGuided по v × B; для электрона (q < 0) направление противоположно. Без конкретного направления v и B на рисунке точное словесное направление дать нельзя, но величина модуля равна 8.01 × 10^-18 Н. 4. На рисунке 77 показано сечение проводника с током. Электрический ток направлен перпендикулярно плоскости рисунка. В каком случае правильно указано направление магнитного поля, созданного этим током? - Принцип: вокруг прямого провода магнитное поле образует круги; вектор B циркулирует вокруг провода по правилу правой руки: если ток идёт на вас (из-под вашей точки зрения выходит из плоскости), B вращается против часовой стрелки (крутится слева направо); если ток уходит от вас в плоскость, B вращается по часовой стрелке. - Без изображения и указания направления тока в рисунке 77 точно определить нельзя. Выберите вариант, который соответствует правилу: направление B в точке наблюдения определяется по правой руке. Пришлите рисунок или опишите, в какую сторону ток и как ориентирован проводник — и я скажу правильный вариант (1) рис. А, (2) рис. Б, или (3) нет правильного ответа. 5. В какую сторону отклоняется протон под действием магнитного поля (рис. 2917 …) - Принцип: F = q v × B; для протона q > 0, значит направление силы соответствует v × B. - Без конкретного направления скорости v и поля B на рисунке 2917 точно указать нельзя. Опишите или приложите рисунок — и я скажу направление отклонения (влево, вправо, вверх, вниз и т. д.). 6. Во всех четырех вариантах определите направление силы Ампера. (рис. 29) Варианты: А. Влево, Б. Вправо, В. Вверх, Г. От читателя, Д. К читателю, Е. Ровна нулю, Ж) низ - Без самой схемы (рис. 29) определить направление нельзя. Применяйте F = I L × B и правило правой руки для каждой конфигурации: направление тока L и направление B дают направление F. Пришлите рисунок или опишите направления токов и полей — скажу точное направление по каждому варианту. 7. Во всех четырех вариантах определите направление силы Лоренца. (для электронов/положительно заряженных частиц, по схеме на рисунке) - Аналогично п.6: направление зависит от направления скорости v и поля B, а также от знака заряда. Правило следующее: для положительного заряда направление F равно v × B; для электронов — противоположно. Без рисунков дать конкретные ответы невозможно. Пришлите рисунок (или опишите направление v, B, и знак заряда), и я перечислю направления для всех четырех вариантов. Как продолжить эффективно - Чтобы дать точные направления по всем пунктам 1, 4, 5, 6, 7, пришлите соответствующие изображения (рис. 25, рис. 77, рис. 29 и рис. 29x, рисунок 2917 и т. п.) или опишите направления по каждому рисунку: - направление тока (или направления L), - направление вектора магнитной индукции B (куда направлен B — вглубь страницы, из страницы, к читателю, от читателя, или в каком направлении), - направление скорости v для части 5 (если есть конкретная траектория), - направление поля вокруг проводника по изображению (для задач типа 4). - Если вам сложно прислать изображения, можно для каждой задачи привести предполагаемую конфигурацию (например: ток вправо, B в сторону страницы, т. д.) и я рассчитаю и объясню направление и величину. Дополнительная помощь - Хотите, чтобы я сразу дал полный набор типовых вариантов на тему силы Ампера и силы Лоренца (с примерами направлений для часто встречающихся конфигураций: B вглубь/из страницы, ток вправо/вверх, скорость вправо/вверх и т. п.)? Могу привести несколько примеров с полными расчетами и направлениями, чтобы вы могли закрепить метод. Итого по данным данным: - Задача 2: F = 0.6 Н, направление — зависит от направления тока и B (нужен рисунок для точного ответа). - Задача 3: F ≈ 8.01 × 10^-18 Н, направление противоположно v × B для электрона (точное направление зависит от конкретной ориентации v и B на рисунке). Готов продолжить сразу после того, как вы пришлёте изображения или опишете направления для проблем 1, 4–7.