Силой Ампера. Сила действия однородного магнитного поля на проводник с

Сила Ампера. Сила Лоренца. 
Сила Ампера.
Действие магнитного поля на проводник с током 
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, 
называется силой Ампера. 
Сила действия однородного магнитного поля на проводник с 
током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, 
модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между 
вектором индукции магнитного поля и проводником: 
F=B
.
I
.
ℓ
.
sin α — закон Ампера. 
Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку 
расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая 
вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были 
направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой 
палец покажет направление силы, действующей на проводник с 
током. 
Действие магнитного поля на движущийся заряд. 
Сила, действующая на заряженную движущуюся частицу в 
магнитном поле, называется силой 
Лоренца: 
Направление силы Лоренца (правило левой 
руки) Направление 
F
определяется 
по правилу левой 
руки
:
вектор F
перпендикулярен векторам 
В и v
.. 
Правило левой руки
сформулировано для положительной частицы. 
Сила, действующая на отрицательный заряд будет направлена в 
противоположную сторону по сравнению сположительным. 
Если вектор v частицы перпендикулярен 
вектору В
, то частица 
описывает траекторию в виде окружности: 
Роль центростремительной силы играет сила 

Лоренца: 
При этом радиус окружности: 
, 
а период обращения 
не зависит от радиуса окружности! 
Если вектор скорости и частицы не перпендикулярен В, то частица 
описывает траекторию в виде винтовой линии (спирали). 
Действие магнитного поля на рамку с током 
На рамку действует пара сил, в результате чего она поворачивается. 
1. Направление вектора силы – правилу левой руки. 
2. F=BIlsinα=ma 
3. M=Fd=BIS sinα - вращающий момент 
Устройство электроизмерительных приборов 
1.Магнитоэлектрическая система: 
1 - рамка с током; 2 - постоянный магнит; 3 — спиральные 
пружины; 4 — клеммы; 
5 — подшипники и ось; 6 — стрелка; 7 — шкала (равномерная) 
Принцип действия: взаимодействие рамки с током и поля магнита. 
Угол поворота рамки и стрелки
~ I
.. 
2. Электромагнитная система: 
1 - неподвижная катушка; 2 - щель (магнитное поле); 3 - ось с 
подшипниками; 
4 - сердечник; 5 - стрелка; 6 -шкала; 7 — спиральная пружина 
Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушки со 
стальным сердечником, где 
F
маг 
~ I
. 
Использование силы Лоренца 

В циклических ускорителях: 1 - вакуумная камера; 2 и 3 – дуанты; 
4 - источник заряженных частиц; 5 - мишень. 
В циклотроне магнитное поле управляет движением заряженной 
частицы. Период обращения частицы в циклотроне: 
. 
Т не зависит от R и υ! 
Электрическое поле между дуантами разгоняет частицы, а 
магнитное поворачивает поток частиц. В момент попадания частиц 
в ускоряющий промежуток направление электрического поля 
меняется так, чтобы оно всегда увеличивало скорость частиц. 
Схема действия масс-спектрографа Для выделения частиц с 
одинаковой скоростью используют взаимно перпендикулярные 
магнитные (
B
1
) и электрические (
E
) поля. 
Тогда 
. 
Т.к. 
, то удельный заряд 
, 
следовательно 
можно определить удельный заряд частицы, заряд. массу. 
Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли. Вблизи 
магнитных полюсов Земли космические заряженные частицы 
движутся по спирали (с ускорением) Одно из основных положений 
теории Максвелла говорит о том, что заряженная частица, 
движущаяся с ускорением, является источником электромагнитных 
волн - возникает т.н. синхротронное излучение. Столкновение 
заряженных частиц с атомами и молекулами из верхних слоев 
атмосферы приводит к возникновению полярных сияний.