Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Jak oddziałuje pole magnetyczne na poruszającą się cząstkę naładowaną?

Polecenie 1

Symulacja pokazuje tor ruchu naładowanej dodatnio cząstki w jednorodnym polu magnetycznym. Daje pogląd na fakt zależności kształtu toru od kąta nachylenia wektora prędkości cząstki do linii pola magnetycznego, bowiem można tu zmieniać wspomniany kąt i obserwować spowodowane tym zmiany toru.

Uruchom symulację przyciskiem „Start”. Zobaczysz tor, po którym porusza się dodatnio naładowana cząstka.

Rc7139AD9Muq1
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Na ekranie symulacji widoczny jest trójwymiarowy, prostokątny układ współrzędnych. Osie układu narysowano w postaci kolorowych strzałek z zaznaczonymi podziałkami, co jedną jednostkę. Oś pionowa układu mała litera z narysowana jest niebieskim kolorem i skierowana jest w górę. Jedna z osi poziomych układu mała litera x narysowana jest czerwonym kolorem i skierowana jest w prawo i nieco w dół. Trzecia oś układu mała litera y narysowana jest zielonym kolorem i skierowana jest prostopadle do pozostałych osi w górę i nieco w prawo. W układzie widoczna jest cząstka w postaci czarnego punktu, umiejscowionego w punkcie o współrzędnych mała litera x równa się minus cztery, mała litera y równa się trzy i mała litera z równa się zero. W układzie widoczne są dwie niebieskie strzałki skierowane wzdłuż osi mała litera x, które symbolizują kierunek działania pola magnetycznego o indukcji wielka litera B ze strzałką oznaczająca wektor. Do czarnego punktu symbolizującego cząstkę przyłożono trzy wektory jednostkowe w postaci kolorowych strzałek. Wektor prędkości prostopadłej mała litera v z indeksem dolnym symbol prostopadłości i strzałka oznaczająca wektor widoczny jest w postaci brązowej strzałki skierowanej pionowo w górę, prostopadle do linii pola magnetycznego. Wektor prędkości równoległej względem kierunku pola magnetycznego mała litera v z indeksem dolnym symbol równoległości i strzałka oznaczająca wektor narysowano w postaci fioletowej strzałki. Są to składowe wektor prędkości z jaką porusza się cząstka mała litera v ze strzałką oznaczającą wektor. Wektor prędkości cząstki narysowano w postaci czerwonej strzałki. Użytkownik, przy pomocy suwaka widocznego po lewej stronie od układu może zmieniać kąt pomiędzy wektorami prędkości i indukcji magnetycznej, zmieniając w ten sposób w symulacji kierunek czerwonej strzałki. Zmiana kąta jest możliwa w granicach od zera do dziewięćdziesięciu stopni. Po zadaniu wybranego kąt i naciśnięciu przycisku start cząstka zaczyna poruszać się w układzie współrzędnych a jej tor symbolizują czarnego punkty pojawiające się za poruszającą się cząstka. Dla kąta równego zero stopni, cząstka porusza się równolegle do osi mała litera x. Dla kąta równego dziewięćdziesiąt stopni, cząstka porusza się po okręgu w płaszczyźnie wyznaczonej przez osie mała litera y i mała litera z. Dla dowolnego innego kąta cząstka porusza się po spirali wzdłuż osi mała litera x. Prędkość cząstki mała litera v jest stała i wynosi jeden i pięć dziesiątych metra na sekundę. Dla dowolnego, wybranego przez użytkownika kąta poniżej wartości prędkości małą litera v widocznej pod suwakiem odpowiedzialnym za kąt, pojawiają się wartości prędkości prostopadłej i równoległej względem kierunku wektora indukcji magnetycznej.

Polecenie 2

Zastanów się nad tym, czym będzie skutkowało zmniejszanie kąta .

  1. Jak zmienią się prędkości: prostopadła i równoległa?

  2. Jak wpłynie to na tor ruchu?

  3. Jak będzie wyglądał tor dla ?

Rx6q48aiLMPcM
Dokończ zdanie, w taki sposób aby było ono poprawne: Siła działająca na poruszający się ładunek elektryczny w jednorodnym polu magnetycznym przyjmuje wartość największa, gdy… Możliwe odpowiedzi: 1. kąt pomiędzy kierunkiem ruchu i kierunkiem pola magnetycznego jest równy zero stopni., 2. kąt pomiędzy kierunkiem ruchu i kierunkiem pola magnetycznego jest równy zero trzydzieści stopni., 3. kąt pomiędzy kierunkiem ruchu i kierunkiem pola magnetycznego jest równy czterdzieści pięć stopni., 4. kąt pomiędzy kierunkiem ruchu i kierunkiem pola magnetycznego jest równy dziewięćdziesiąt stopni.
Polecenie 3

Zastanów się nad tym, czym będzie skutkowało zwiększanie kąta .

  1. Jak zmienią się prędkości: prostopadła i równoległa?

  2. Jak wpłynie to na tor ruchu?

  3. Jak będzie wyglądał tor dla ?

Rj8FwwtgWb68F
Zaznacz zdanie poprawne: Możliwe odpowiedzi: 1. Wartość siły Lorentza jest proporcjonalna do ładunku elektrycznego poruszającej się cząstki oraz iloczynu wektorowego prędkości i indukcji magnetycznej., 2. Wartość siły Lorentza jest proporcjonalna do ładunku elektrycznego poruszającej się cząstki oraz iloczynu skalarnego prędkości i indukcji magnetycznej., 3. Wartość siły Lorentza jest odwrotnie proporcjonalna do ładunku elektrycznego poruszającej się cząstki oraz proporcjonalna do iloczynu wektorowego prędkości i indukcji magnetycznej., 4. Wartość siły Lorentza jest odwrotnie proporcjonalna do ładunku elektrycznego poruszającej się cząstki oraz proporcjonalna do iloczynu skalarnego prędkości i indukcji magnetycznej.