Номер 2, страница 195 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

2. Как определяют направление силы Лоренца?

Решение

Направление силы Лоренца, которая действует на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, определяется направлением векторов скорости частицы и магнитной индукции, а также знаком заряда частицы. Сила Лоренца выражается формулой:

$ \vec{F_L} = q(\vec{v} \times \vec{B}) $

где $ \vec{F_L} $ — вектор силы Лоренца, $ q $ — заряд частицы, $ \vec{v} $ — вектор скорости частицы, $ \vec{B} $ — вектор магнитной индукции.

Из формулы видно, что сила Лоренца является результатом векторного произведения. Её направление всегда перпендикулярно плоскости, образованной векторами скорости $ \vec{v} $ и магнитной индукции $ \vec{B} $. Для определения этого направления на практике используется мнемоническое правило левой руки.

Правило левой руки формулируется следующим образом:

Если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии вектора магнитной индукции ($ \vec{B} $) входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по направлению движения положительно заряженной частицы (по вектору скорости $ \vec{v} $), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Лоренца ($ \vec{F_L} $).

Важно учитывать знак заряда частицы:

1. Для положительного заряда ($q > 0$): четыре пальца левой руки направляются по вектору скорости $ \vec{v} $. Направление большого пальца совпадает с направлением силы Лоренца.

2. Для отрицательного заряда ($q < 0$, например, для электрона): четыре пальца левой руки направляются в сторону, противоположную вектору скорости $ \vec{v} $. Направление большого пальца в этом случае также укажет направление силы Лоренца. Альтернативно, можно направить пальцы по скорости, а затем изменить направление полученной силы на противоположное.

Ответ: Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки. Для этого левую руку располагают так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда (или против направления движения отрицательного заряда). Тогда отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Лоренца.