Совет 1: Как определить направление силы Лоренца

Сила Лоренца определяет интенсивность воздействия электрического поля на точечный заряд. В одних случаях под ней подразумевается сила, с которой на заряд q, который движется со скоростью V, действует магнитное поле, в других имеется ввиду суммарное воздействие электрического и магнитного полей.
Инструкция
1
Чтобы определить направление силы Лоренца, было создано мнемоническое правило левой руки. Его легко запомнить благодаря тому, что направление определяется с помощью пальцев. Раскройте ладонь левой руки и выпрямите все пальцы. Большой палец отогните под углом в 90 градусов по отношению ко всем остальным пальцам, в одной плоскости с ладонью.
2
Представьте, что четыре пальца ладони, которые вы держите вместе, указывают направление скорости движения заряда, если он положительный, или противоположное скорости направление, если заряд отрицательный.
3
Вектор магнитной индукции, который всегда направлен перпендикулярно скорости, будет, таким образом, входить в ладонь. Теперь посмотрите, куда указывает большой палец – это и есть направление силы Лоренца.
4
Сила Лоренца может быть равна нулю и не иметь векторной составляющей. Это происходит в том случае, когда траектория заряженной частицы расположена параллельно силовым линиям магнитного поля. В таком случае частица имеет прямолинейную траекторию движения и постоянную скорость. Сила Лоренца никак не влияет на движение частицы, потому что в этом случае она вообще отсутствует.
5
В самом простом случае заряженная частица имеет траекторию движения, перпендикулярную силовым линиям магнитного поля. Тогда сила Лоренца создает центростремительное ускорение, вынуждая заряженную частицу двигаться по окружности.

Совет 2: Как определить ускорение

Вполне логично и понятно, что на разных участках пути скорость движения тела неравномерно, где-то она быстрее, а где-то медленнее. Для того, чтобы измерять изменения скорости тела за промежутки времени, было введено понятие "ускорение". Под ускорением понимается изменение скорости движения объекта тела за определенный промежуток времени, в который и произошло изменение скорости.
Вам понадобится
  • Знать скорость перемещения объекта на разных участках в разные промежутки времени.
Инструкция
1
Определение ускорения при равномерно-ускоренном движении.
Такой тип движения означает, что объект за равные промежутки времени ускоряется на одно и то же значение. Пусть в один из моментов движения t1 скорость его движения была бы v1, а в момент t2 скорость бы составляла v2. Тогда ускорение объекта можно было бы рассчитать по формуле:
a = (v2-v1)/(t2-t1)
2
Определение ускорения объекта, если у него не равномерно-ускоренное движение.
В данном случае вводится понятие "среднее ускорение". Это понятие характеризует изменение скорости объекта за все время его передвижения по заданному пути. Формулой это выражается так:
a = (v2-v1)/t

Совет 3: Как определить направление магнитной индукции

Магнитная индукция является векторной величиной, а потому кроме абсолютной величины характеризуется направлением. Чтобы найти его, нужно найти полюса постоянного магнита или направление тока, который порождает магнитное поле.
Вам понадобится
  • - эталонный магнит;
  • - источник тока;
  • - правый буравчик;
  • - прямой проводник;
  • - катушка, виток провода, соленоид.
Инструкция
1
Определите направление вектора магнитной индукции постоянного магнита. Для этого найдите его северный и южный полюс. Обычно северный полюс магнита имеет синий цвет, а южный ¬– красный. Если полюса магнита неизвестны, возьмите эталонный магнит и поднесите его северным полюсом к неизвестному. Тот конец, который притянется к северному полюсу эталонного магнита, будет южным полюсом магнита, индукция поля которого измеряется. Линии магнитной индукции выходят из северного полюса и входят в южный полюс. Вектор в каждой точке линии идет в направлении линии по касательной.
2
Определите направление вектора магнитной индукции прямого проводника с током. Ток идет от положительного полюса источника к отрицательному. Возьмите буравчик, который вкручивается при вращении по часовой стрелке, он называется правый. Начните вкручивать его в том направлении, куда идет ток у проводнике. Вращение рукояти покажет направление замкнутых круговых линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции в этом случае будет проходить по касательной к окружности.
3
Найдите направление магнитного поля витка с током, катушки или соленоида. Для этого подключите проводник к источнику тока. Возьмите правый буравчик и вращайте его рукоятку в направлении тока, идущего по виткам от положительного полюса источника тока к отрицательному. Поступательное движение штока буравчика покажет направление силовых линий магнитного поля. Например, если рукоятка буравчика вращается по направлению тока против часовой стрелки (влево), то он, выкручиваясь, поступательно движется в сторону наблюдателя. Поэтому силовые линии магнитного поля направлены тоже в сторону наблюдателя. Внутри витка, катушки или соленоида линии магнитного поля прямые, по направлению и абсолютной величине совпадают с вектором магнитной индукции.
Полезный совет
В качестве правого буравчика можно использовать обычный штопор для открывания бутылок.

Совет 4: Как определить направление индукции

Индукция возникает в проводнике при пересечении силовых линий поля, если его перемещать в магнитном поле. Индукция характеризуется направлением, которое можно определить по установленным правилам.
Вам понадобится
  • - проводник с током в магнитном поле;
  • - буравчик или винт;
  • - соленоид с током в магнитном поле;
Инструкция
1
Чтобы узнать направление индукции, следует воспользоваться одним из двух правил: правилом буравчика или правилом правой руки. Первое используется в основном для прямого провода, в котором течет ток. Правило правой руки применяют для катушки или соленоида, питаемого током.
2
Правило буравчика говорит:
Если направление буравчика или винта, движущегося поступательно, такое же как ток в проводе, то поворот ручки буравчика показывает направление индукции.
Правило буравчика
3
Чтобы узнать направление индукции по правилу буравчика, определите полярность провода. Ток всегда течет от положительного полюса к отрицательному. Расположите буравчик или винт вдоль провода с током: носик буравчика должен смотреть на отрицательный полюс, а рукоятка в сторону положительного. Начните вращать буравчик или винт как бы закручивая его, то есть по часовой стрелке. Возникающая индукция имеет вид замкнутых окружностей вокруг питаемого током провода. Направление индукции будет совпадать с направлением вращения рукоятки буравчика или шляпки винта.
Вращение рукоятки буравчика указывает направление индукции
4
Правило правой руки говорит:
Если взять катушку или соленоид в ладонь правой руки, чтобы четыре пальца лежали по направлению течения тока в витках, то большой палец, отставленный в бок, укажет направление индукции.
Правило правой руки
5
Чтобы определить направление индукции, используя правило правой руки, необходимо взять соленоид или катушку с током так, чтобы ладонь лежала на положительном полюсе, а четыре пальца руки по направлению тока в витках: мизинец ближе к плюсу, а указательный палец к минусу. Отставьте большой палец в бок (как бы показывая жест «класс»). Направление большого пальца будет указывать на направление индукции.
Видео по теме
Обратите внимание
Если направление тока в проводнике поменять, тогда буравчик следует выкручивать, то есть вращать его против часовой стрелки. Направление индукции также будет совпадать с направлением вращения рукоятки буравчика.
Полезный совет
Вы можете определить направление индукции мысленно представляя себе вращение буравчика или винта. Не обязательно иметь его под рукой.
Источники:
  • Электромагнитная индукция

Совет 5: Как определить направление линии индукции

Под линиями индукции понимают силовые линии магнитного поля. Для того чтобы получить информацию об этом виде материи, недостаточно знать абсолютную величину индукции, нужно знать и ее направление. Направление линий индукции можно найти при помощи специальных приборов или пользуясь правилами.
Вам понадобится
  • - прямой и круговой проводник;
  • - источник постоянного тока;
  • - постоянный магнит.
Инструкция
1
Подключите к источнику постоянного тока прямой проводник. Если по нему течет ток, он окружен магнитным полем, силовые линии которого представляют собой концентрические окружности. Определите направление силовых линий, воспользовавшись правилом правого буравчика. Правым буравчиком называется винт, продвигающийся вперед при вращении в правую сторону (по часовой стрелке).
2
Определите направление тока в проводнике, учитывая, что он протекает от положительного полюса источника к отрицательному. Шток винта расположите параллельно проводнику. Начинайте вращать его так, чтобы шток начал двигаться в направлении тока. В этом случае направление вращения рукоятки покажет направление линий индукции магнитного поля.
3
Найдите направление силовых линий индукции витка с током. Для этого используйте то же правило правого буравчика. Буравчик расположите таким образом, чтобы рукоятка вращалась в направлении протекания тока. В этом случае движение штока буравчика покажет направление линий индукции. Например, если ток протекает в витке по часовой стрелке, то линии магнитной индукции будут перпендикулярны плоскости витка и будут уходить в его плоскость.
4
Если проводник двигается во внешнем однородном магнитном поле, определите его направление, пользуясь правилом левой руки. Для этого расположите левую руку так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, а отставленный большой палец, направление движения проводника. Тогда линии индукции однородного магнитного поля будут входить в ладонь левой руки.
5
Найдите направление линий магнитной индукции постоянного магнита. Для этого определите, где расположены его северный и южный полюса. Линии магнитной индукции направлены от северного к южному полюсу вне магнита и от южного полюса к северному внутри постоянного магнита.
Видео по теме

Совет 6: Как определить модуль точечных зарядов

Для того чтобы определить модуль точечных зарядов одинаковой величины, измерьте силу их взаимодействия и расстояние между ними и произведите расчет. Если же нужно найти модуль заряда отдельных точечных тел, вносите их в электрическое поле с известной напряженностью и измеряйте силу, с которой поле действует на эти заряды.
Вам понадобится
  • - крутильные весы;
  • - линейка;
  • - калькулятор;
  • - измеритель электростатического поля.
Инструкция
1
Если есть два одинаковых по модулю заряда, измерьте силу их взаимодействия при помощи крутильных весов Кулона, которые одновременно являются чувствительным динамометром. После того, как заряды придут в равновесие, и проволока весов скомпенсирует силу электрического взаимодействия, на шкале весов зафиксируйте значение этой силы. После этого при помощи линейки, штангенциркуля, или по специальной шкале на весах найдите расстояние между этими зарядами. Учитывайте, что разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются. Силу измеряйте в Ньютонах, а расстояние в метрах.
2
Рассчитайте значение модуля одного точечного заряда q. Для этого силу F, с которой взаимодействуют два заряда, поделите на коэффициент 9•10^9. Из полученного результата извлеките квадратный корень. Результат умножьте на расстояние между зарядами r, q=r•√(F/9•10^9). Заряд получите в Кулонах.
3
Если заряды неодинаковые, то один из них должен быть заранее известен. Силу взаимодействия известного и неизвестного заряда и расстояние между ними определите при помощи крутильных весов Кулона. Рассчитайте модуль неизвестного заряда. Для этого силу взаимодействия зарядов F, поделите на произведение коэффициента 9•10^9 на модуль известного заряда q0. Из получившегося числа извлеките квадратный корень и умножьте результат на расстояние между зарядами r; q1=r•√(F/(9•10^9•q2)).
4
Определите модуль неизвестного точечного заряда, внеся его в электростатическое поле. Если его напряженность в данной точке заранее неизвестна, внесите в нее датчик измерителя электростатического поля. Напряженность измеряйте в вольтах на метр. Внесите в точку с известной напряженностью заряд и с помощью чувствительного динамометра измерьте силу в Ньютонах, действующую на него. Определите модуль заряда, поделив значение силы F на напряженность электрического поля E; q=F/E.
Видео по теме
Обратите внимание
Сила Лоренца была открыта в 1892 году Хендриком Лоренцом, физиком из Голландии. Сегодня она достаточно часто применяется в различных электроприборах, действие которых зависит от траектории движущихся электронов. Например, это электронно-лучевые трубки в телевизорах и мониторах. Всевозможные ускорители, разгоняющие заряженные частицы до огромных скоростей, посредством силы Лоренца задают орбиты их движения.
Полезный совет
Частным случаем силы Лоренца является сила Ампера. Ее направление вычисляют по правилу левой руки.
Источники:
  • Сила Лоренца
  • сила лоренца правило левой руки
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше