Действие магнитного поля на движущийся заряд. Силы Лоренца и Ампера. Магнитная индукция
В 8 классе рассмотрено понятие магнитного поля и его действие на проводник с током. Выталкивание или втягивание проводника с током в магнитное поле - результирующий эффект воздействия поля на отдельные заряды в проводнике (на электроны проводимости).
Опыты свидетельствуют, что на неподвижный заряд
q магнитное поле не действует, а на подвижной - действует в направлении, определяемом правилом левой руки. Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся электрический заряд, называется
силой Лоренца.
Если
(положительный заряд), а скорость
перпендикулярна к линиям магнитного поля, то
,
,
. Величина
В называется
индукцией магнитного поля (или
магнитной индукцией). Ее роль аналогична роли напряженности электрического поля
; сходство этих формул очевидна. Вектор
направляют вдоль магнитной стрелки (куда направляется ее полюс
N).
Если вектор
не перпендикулярен к вектору
, то
, где
- угол между векторами
и
.
Для проводника с током сила Ампера как сумма сил Лоренца равна:
, где
l - длина участка проводника с током, находящуюся в магнитном поле;
.
На проволочную рамку с током, помещенную в магнитное поле, действует крутящий момент
М, который максимальный, когда плоскость рамки перпендикулярна к линиям индукции. При этом
, где
I - ток в рамке,
S - площадь контура.