Читайте также:
|
Если два параллельных проводника с током находятся в вакууме (m=1), то сила взаимодействия на единицу длины проводника, согласно (111.5), равна
Для нахождения числового значения m0 воспользуемся определением ампера, согласно которому при I 1= I 2=1А и R =1 м d F /d l =2•10-7 Н/м. Подставив это значение в формулу (112.1), получим m0=4p•10-7 Н/А2=4p•10-7 Гн/м,
где генри (Гн) — единица индуктивности.
Любой движущийся в вакууме или среде заряд создает вокруг себя магнитное поле.
был установлен закон, определяющий поле В точечного заряда Q, свободно движущегося с нерелятивистской скоростью v. Под свободным движением заряда понимается его движение с постоянной скоростью. Этот закон выражается формулой
где r — радиус-вектор, проведенный от заряда Q к точке наблюдения М. вектор В направлен перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы v и г, а именно: его направление совпадает с направлением поступательного движения правого винта при его вращении от v к г. Модуль магнитной
где а — угол между векторами v и r.
движущийся заряд по своим магнитным свойствам эквивалентен элементу тока: I d l =Q v.
Ддя малых скоростей v<<c движ.зарядов. Скорость v — относительная скорость, т. е. скорость относительно наблюдателя. Относительный характер мп движущегося заряда. Сила, действующая на электрический заряд Q, движущийся в магнитном поле со скоростью v, называется силой Лоренца и выражается формулой
F = Q [ vB ], где В — индукция магнитного поля, в котором заряд движется.
Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы в нее входил вектор В, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора v (для Q> 0 направления I и v совпадают, для Q <0—противоположны), то отогнутый большой палец покажет направление силы, действующей на положительный заряд. На рис. показана взаимная ориентация векторов v, В (поле направлено к нам, на рисунке показано точками) и F для положительного заряда. На отрицательный заряд сила действует в противоположном направлении.
Модуль силы Лоренца равен F=QvB sina,
где a — угол между v и В. Сила Лоренца работы не совершает. Сила Лоренца перпендикулярно скорости.(кинетическая энергия не изменяется).
F = Q E + Q [ vB ]- формула Лоренца 1.Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v вдоль линий магнитной индукции, то угол а между векторами v и В равен 0 или p. Тогда сила Лоренца равна нулю, т. е. магнитное поле на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно.
2.Если заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью v, перпендикулярной вектору В, то сила Лоренца F =Q[ vB ] постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Согласно второму закону Ньютона, эта сила создает центростремительное ускорение. Отсюда следует, что частица будет двигаться по окружности, радиус r которой определяется из условия QvB = mv2/r,
откуда
Период вращения частицы, т. е. время Т, затрачиваемое ею на один полный оборот, T = 2nr/v.
Подставив сюда выражение (115.1), получим
3.Если скорость v заряженной частицы направлена под углом а к вектору В, то ее движение можно представить в виде суперпозиции: 1) равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью v||=vcosa; 2) равномерного движения со скоростью v ┴= v sina по окружности в плоскости, перпендикулярной полю. Радиус окружности определяется формулой (в данном случае надо заменить v на v┴=vsina). В результате сложения обоих движений возникает движение по спирали, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии h=v || T=vT cosa.
Подставив в последнее выражение, получим
h=2pmv cosa/(BQ). Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 208 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |