В школьной лаборатории изучают действие магнитного поля. В первом опыте прямой проводник длиной 0,2 м с током 5 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Сначала проводник расположен перпендикулярно линиям индукции, затем его повернули так, что угол между проводником и линиями индукции стал равен 30°.
Во втором опыте в вакуумной камере пучок протонов влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,02 Тл перпендикулярно вектору индукции. Скорость протона м/с, масса кг, заряд Кл. Для сравнения в то же поле с такой же скоростью влетает α-частица, масса которой в 4 раза, а заряд в 2 раза больше, чем у протона. Для наблюдателя протон движется по плоскости листа вправо, а вектор магнитной индукции перпендикулярен листу и направлен от наблюдателя в лист.
В третьем опыте на катушку (соленоид) длиной 0,5 м намотано 500 витков, по ней идёт ток 2 А. Поле внутри катушки считайте однородным. Магнитная постоянная Гн/м.
В каком направлении (для наблюдателя) на протон во втором опыте действует магнитная сила в момент влёта в поле?
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- Bвверх по листу
Разбор
Для положительного заряда сила Лоренца перпендикулярна и скорости, и индукции, поэтому лежит в плоскости листа и перпендикулярна движению вправо. По правилу левой руки: линии индукции входят в ладонь (ладонь обращена к наблюдателю), четыре пальца направлены по скорости протона (вправо), тогда отогнутый большой палец указывает вверх по листу. Направление «к наблюдателю» невозможно, так как сила перпендикулярна вектору индукции.