Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца

Сила, действующая на заряженные частицы, двигающиеся в магнитном поле, называется силой Лоренца. Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости и следовательно направлению перемещения, поэтому она работы не совершает. Сила Лоренца может изменять только направление движения частицы, но не может изменять ее кинетическую энергию. Если на движующуюся частицу действует не только магнитное поле, но и электрическое, то результирующую силу можно расчитать по формуле: F=qE(в)+q[U(в)B(в)] – обобщенная сила Лоренца.

Модуль силы Лоренца рассчитывается по формуле

где α - угол между векторами скорости частицы и индукции магнитного поля

Сила Лоренца направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы скорости частицы υ и индукции магнитного поля B

Можно считать, что сила Ампера является суммой сил Лоренца, действующих на каждую заряженную частицу, направленное движение которых и образует электрический ток.

Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд.

Билет 52. Закон электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года^[1]. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в СИ):

,где:

— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

— магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб). Магнитный поток, равный 1 Вб, создается магнитным полем с индукцией 1 Тл, пронизывающим по направлению нормали плоский контур площадью 1 м²:

1 Вб = 1 Тл · 1 м2.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.