1.Различия между электрическим и магнитным полями:

1. Электрическое поле создается как подвижным, так и неподвижным электрическим зарядом. Действует оно также и на подвижный, и на неподвижный электрический заряд.

2. Магнитное поле создается только движущимся зарядом и взаимодействует только с движущимся зарядом.

Можно сделать вывод: электрическое и магнитное поле образуют одно целое, так называемое электромагнитное поле.

Магнитное поле характеризует некоторой величиной (называется магнитной индукцией) аналогично вектору напряженности . Магнитное поле также подчиняется принципу суперпозиции.

2. Сила Лоренца

Опыт показывает, что сила , действующая на заряд q, движущийся в магнитном поле со скоростью , пропорционален заряду q, скорости и величине магнитной индукции .

- эта сила называется силой Лоренца.

Если кроме магнитного поля есть и электрическое поле , то сила, действующая на заряд:

(эта формула справедлива для нерелятивистской частицы).

1. Заряженная частица влетает параллельно магнитным силовым линия.

Согласно формуле , модуль этой силы равен ,

= 0, то есть сила Лоренца не действует, а по первому закону Ньютона, если на тело сила не действует, оно сохраняет равномерное прямолинейное движение.

2.Частица влетает перпендикулярно магнитным силовым линиям

Сила направлена на нас. Вектор силы перпендикулярен скорости . Заряженная частица движется по окружности.

В) Пусть заряженная частица влетает в однородное магнитное поле под углом со

скоростью .

. Таким образом, в направлении параллельном вектору магнитной индукции , частица будет двигаться с постоянной скоростью

Рассмотрим составляющую скорости . Под действием этой составляющей частица движется по окружности. Таким образом, складываются два движения – движение по окружности и движение по прямой. Получается движение по спирали вдоль линий магнитного поля.

Найдем радиус окружности, по которому движется частица:

, ,

Период обращения частицы:

Определим шаг винтовой линии. За время периода Т частица сделает оборот и пройдет путь вдоль силовой магнитной линии:

,

Шаг винтовой линии будет равен:

3.Действие магнитного поля на проводник с током

Мы рассмотрели, что на движущийся в магнитном поле заряд действует сила (Сила Лоренца ). Таким образом, и на проводник с током должна действовать в магнитном поле сила, так как электрический ток - это совокупность движущихся электрических зарядов.

Найдем силу , действующую в магнитном поле, на проводник объемом . На 1 заряд действует сила . Если в 1м³ заряженных частиц, то на них действует сила , ( это на единицу объема). На весь объем действует сила . – это плотность тока.

Если мы имеем линейный проводник : , - поперечное сечение проводника, - ток по проводнику. Вектор ориентирован вдоль направления тока.Рис.4.

Получим формулу Ампера: - сила, действующая на элемент тока в магнитном поле.

Рассмотрим частный случай. Если вектор элемента тока параллелен магнитным силовым линиям , то , сила на элемент с током не действует.

Сила максимальна, когда ( ),

Размерность :