Решение: Билет №1 - Сила Лоренца и Сила Ампера

Билет №1 Вопрос 1. Сила Лоренца. Сила Ампера. Взаимодействие параллельных токов. 1. Сила Лоренца — это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся в нем заряженную частицу. Модуль силы Лоренца вычисляется по формуле: \[ F_{л} = |q| \cdot v \cdot B \cdot \sin \alpha \] где \( q \) — заряд частицы, \( v \) — её скорость, \( B \) — индукция магнитного поля, \( \alpha \) — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции. Направление силы определяется по правилу левой руки: если четыре пальца направить по движению положительного заряда (или против движения отрицательного), а линии магнитного поля должны входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажет направление силы. 2. Сила Ампера — это сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током. Модуль силы Ампера: \[ F_{А} = I \cdot B \cdot L \cdot \sin \alpha \] где \( I \) — сила тока в проводнике, \( B \) — индукция поля, \( L \) — длина участка проводника, \( \alpha \) — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Направление также определяется по правилу левой руки: четыре пальца по току, линии \( B \) в ладонь, большой палец укажет направление силы. 3. Взаимодействие параллельных токов: Два параллельных проводника, по которым текут токи в одном направлении, притягиваются. Если токи текут в противоположных направлениях — проводники отталкиваются. Это происходит из-за взаимодействия магнитных полей, создаваемых токами. Вопрос 2. Работа сил электрического поля по перемещению заряда. Потенциал. Связь напряженности и потенциала. 1. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда \( q \) из точки 1 в точку 2 не зависит от формы траектории и определяется только начальным и конечным положениями заряда: \[ A_{12} = q \cdot E \cdot d \] (в однородном поле) или через разность потенциалов: \[ A_{12} = q \cdot (\phi_1 - \phi_2) \] 2. Потенциал (\( \phi \)) — это энергетическая характеристика электрического поля в данной точке, равная отношению потенциальной энергии заряда к величине этого заряда: \[ \phi = \frac{W_{п}}{q} \] Единица измерения потенциала в СИ — Вольт (В). 3. Связь напряженности (\( E \)) и разности потенциалов (\( U \)): Напряженность электрического поля направлена в сторону убывания потенциала. Для однородного поля связь выражается формулой: \[ E = \frac{U}{d} = \frac{\phi_1 - \phi_2}{d} \] где \( d \) — расстояние между точками вдоль линии напряженности. Из этой формулы следует единица измерения напряженности — В/м.