Lorenca spēks: kustošs lādiņš magnētiskajā laukā

1 · Prognozē

Uzlādēta daļiņa kustas cauri viendabīgam magnētiskā lauka reģionam. Vai magnētiskais spēks uz to atkarīgs no daļiņas ātruma, vai tikai no lauka stipruma?

• Spēks atkarīgs tikai no lauka stipruma, nevis ātruma.
• Magnētiskais spēks nav atkarīgs no neviena no šiem lielumiem vienkāršā veidā.
• Spēks atkarīgs gan no lauka stipruma, gan daļiņas ātruma — ātrākas daļiņas jūt stiprāku magnētisko spēku.

2 · Iestati

1. Atver qv×B eksperimentu un nospied Atiestatīt. Lauka reģionam ir fiksēts Bz = 0.12 T; testa lādiņš ir q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Ieslēdz spēka lieluma rādījumu uz testa lādiņa.
3. Iestati testa lādiņa ātruma komponentes katram mēģinājumam un ieraksti spēka lielumu.

3 · Vāc datus

Zīmē spēka lielumu F (y ass) pret ātrumu |v| = √(v_x² + v_y²) (x ass) saviem trim mēģinājumiem.

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini |F| = |q|·|B|·|v| ar q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Salīdzini ar tabulu.
2. Izskaidro, kāpēc magnētiskā spēka lielums atkarīgs no daļiņas kopējā ātruma |v|, nevis no tās ātruma virziena — kaut spēka virziens tieši atkarīgs no tā, uz kurieni tā kustas.

5 · Paplašina

1. Magnētiskais spēks vienmēr ir perpendikulārs ātrumam (F = qv×B), tāpēc tas var mainīt daļiņas virzienu, bet nekad tās ātrumu. Izskaidro, kāpēc magnētiskais lauks viens pats nekad nevar paātrināt vai palēnināt uzlādētu daļiņu — tikai stūrēt to.
2. Uzlādēta daļiņa, kas kustas perpendikulāri viendabīgam magnētiskajam laukam, ceļo pa apli, jo magnētiskais spēks vienmēr rāda uz apļa centru. Izskaidro, izmantojot F = qvB, kāpēc ātrāka daļiņa tajā pašā laukā zīmē lielāku apli.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas