Сила на Лоренц: движещ се заряд в магнитно поле

1 · Предскажи

Заредена частица се движи през област с равномерно магнитно поле. Зависи ли магнитната сила върху нея от скоростта на частицата, или само от силата на полето?

• Силата зависи само от силата на полето, не от скоростта.
• Магнитната сила не зависи от никоя от двете величини по прост начин.
• Силата зависи и от силата на полето, и от скоростта на частицата — по-бързите частици усещат по-силна магнитна сила.

2 · Постановка

1. Отвори настройката qv×B и натисни Нулирай. Областта на полето има фиксирано Bz = 0.12 T; пробният заряд е q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Включи показанието за големина на силата на пробния заряд.
3. Задай компонентите на скоростта на пробния заряд за всеки опит и запиши големината на силата.

3 · Събери данни

Чертай големината на силата F (ос y) спрямо скоростта |v| = √(v_x² + v_y²) (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли |F| = |q|·|B|·|v| с q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Сравни с таблицата.
2. Обясни защо големината на магнитната сила зависи от пълната скорост |v| на частицата, не от посоката на скоростта ѝ — макар посоката на силата да зависи от това накъде се движи.

5 · Надгради

1. Магнитната сила е винаги перпендикулярна на скоростта (F = qv×B), така че може да промени посоката на частицата, но никога скоростта ѝ. Обясни защо магнитно поле само по себе си никога не може да ускорява или забавя заредена частица, а само да я завива.
2. Заредена частица, движеща се перпендикулярно на равномерно магнитно поле, пътува по окръжност, защото магнитната сила винаги сочи към центъра на окръжността. Обясни, с F = qvB, защо по-бърза частица в същото поле очертава по-голяма окръжност.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат