Siła elektrodynamiczna

1. $F=evB=1{,}6\cdot10^{-19}\cdot10^6\cdot0{,}2=3{,}2\cdot10^{-14}$ N.

Odpowiedź: $F=3{,}2\cdot10^{-14}$ N

1. $F=BIl=0{,}3\cdot4\cdot0{,}5=0{,}6$ N.

Odpowiedź: $F=0{,}6$ N

1. 1. Siła Lorentza wykonuje pracę — fałsz, jest prostopadła do prędkości.
2. 2. Wartość prędkości cząstki jest stała — prawda.
3. 3. Okres obiegu nie zależy od prędkości cząstki — prawda.

Odpowiedź: FPP

1. Siła Lorentza jest w każdej chwili prostopadła do wektora prędkości.
2. Praca siły prostopadłej do przemieszczenia jest zerowa: $W=Fs\cos90^\circ=0$.
3. Z twierdzenia o pracy i energii kinetycznej: $\Delta E_k=W=0$, więc $E_k=\tfrac12mv^2$ jest stała.
4. Skoro masa się nie zmienia, wartość prędkości też jest stała. $\blacksquare$

Odpowiedź: dowód

1. $eU=\tfrac12mv^2 \Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{2eU}{m}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot1{,}6\cdot10^{-19}\cdot1000}{9{,}11\cdot10^{-31}}}\approx1{,}875\cdot10^7\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
2. $r=\dfrac{mv}{eB}=\dfrac{9{,}11\cdot10^{-31}\cdot1{,}875\cdot10^7}{1{,}6\cdot10^{-19}\cdot2\cdot10^{-3}}\approx0{,}0534$ m.

Odpowiedź: $r\approx5{,}3$ cm

1. Pole od pierwszego przewodnika: $B=\dfrac{\mu_0I_1}{2\pi r}=\dfrac{4\pi\cdot10^{-7}\cdot5}{2\pi\cdot0{,}1}=10^{-5}$ T.
2. $F=BI_2l=10^{-5}\cdot8\cdot1=8\cdot10^{-5}$ N.
3. Prądy o zgodnych zwrotach — przewodniki się przyciągają.

Odpowiedź: $F=8\cdot10^{-5}$ N; przyciąganie

$F = B I l = 0{,}5\cdot 3\cdot 0{,}4 = 0{,}6\ \text{N}$.

Z $F = B I l$: $I = \dfrac{F}{B l} = \dfrac{2}{0{,}5\cdot 0{,}2} = \dfrac{2}{0{,}1} = 20\ \text{A}$.

W silniku elektrycznym przez ramkę (cewkę) w polu magnetycznym płynie prąd. Na boki ramki działają siły elektrodynamiczne ($F = BIl$) o przeciwnych zwrotach, tworząc moment obrotowy. Ramka zaczyna się obracać — energia elektryczna zamienia się w mechaniczną (ruch obrotowy).