Задачи на движение заряженной частицы в магнитном и электрических полях всё чаще стали появляться на экзамене ЕГЭ. Одна из таких задач представлена ниже.
Точечный отрицательный заряд q= — 1.5*10-12Кл движется в однородных электрическом и магнитном полях. Напряжённость электрического поля Е = 1200 В/м, индукция магнитного поля В = 0,03 Тл. В некоторый момент вмени скорость заряда равна v = 105 м/с и лежит в плоскости векторов В и Е, при этом вектор скорости перпендикулярен вектору Е и составляет с вектором В угол 450. Найдите величину результирующей силы, действующей на заряд со стороны электромагнитного поля в этот момент времени.
Как обычно, решение задачи начинаем с анализа её условия.
Так как частица имеет электрический заряд, то со стороны электрического поля на неё действует сила Кулона, а со стороны магнитного поля — сила Лоренца. Кроме этого нужно вспомнить формулы для определения этих сил и правила, по которым можно определить их направление.
Итак. Сила Кулона, действующая на частицу определяется по формуле: 
и так как частица имеет отрицательный заряд, направление силы Кулона будет противоположно направлению вектора напряжённости электрического поля.
Сила Лоренца определяется по формуле:
а её направление определяется по правилу левой руки (четыре пальца левой руки направлены по вектору скорости, перпендикулярная составляющая вектора В входит в ладонь, отставленный на 90 градусов большой палец показывает направление силы Лоренца. Причём, так как частица имеет отрицательный заряд, то сила Лоренца будет направлена перпендикулярно плоскости рисунка в рисунок).
В итоге получается рисунок:
Из него видно, что сила Кулона и Сила Лоренца расположены под углом 90 градусов друг по отношению к другу. То есть результирующую силу, действующую на заряженную частицу можно определить по теореме Пифагора. В итоге имеем:
Расписывая формулы силы кулона и силы Лоренца, в итоге получаем: 
Остаётся подставить численные значения физических величин и правильно подсчитать итоговый ответ.
Поделиться с друзьями
