Lorentzova sila: gibajoč naboj v magnetnem polju

1 · Predvidi

Nabiti delec se premika skozi območje enakomernega magnetnega polja. Ali je magnetna sila nanj odvisna od hitrosti delca ali samo od jakosti polja?

• Sila je odvisna samo od jakosti polja, ne hitrosti.
• Magnetna sila ni odvisna od nobene od teh količin na preprost način.
• Sila je odvisna od jakosti polja in hitrosti delca — hitrejši delci čutijo močnejšo magnetno silo.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev qv-cross-b in pritisni Ponastavi. Območje polja ima fiksen Bz = 0,12 T; preizkusni naboj je q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Omogoči odčitek velikosti sile na preizkusnem naboju.
3. Nastavi komponente hitrosti preizkusnega naboja za vsak poskus in zabeleži velikost sile.

3 · Zberi podatke

Nariši velikost sile F (os y) proti hitrosti |v| = √(v_x² + v_y²) (os x) za svoje tri poskuse.

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj |F| = |q|·|B|·|v| s q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0,12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj je velikost magnetne sile odvisna od skupne hitrosti delca |v|, ne od smeri njegove hitrosti — čeprav smer sile res je odvisna od tega, kam se premika.

5 · Razširi

1. Magnetna sila je vedno pravokotna na hitrost (F = qv×B), zato lahko spremeni smer delca, a nikoli njegovo hitrost. Razloži, zakaj magnetno polje samo nikoli ne more pospešiti ali upočasniti nabitga delca, le usmerjati ga.
2. Nabiti delec, ki se premika pravokotno na enakomerno magnetno polje, potuje po krožnici, ker magnetna sila vedno kaže proti središču krožnice. Z F = qvB razloži, zakaj hitrejši delec v istem polju začrta večjo krožnico.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov