Электромагнетизм. Постоянный ток и его законы. Магнитное поле в вакууме и в веществе. Барсуков В.И. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Такой же результат (21.3) можно получить, основываясь на выражении энергии контура с током. Так как
212,1
WWA
−
=
,
а энергия
;cos
111
α
−= BpW
m
,cos
222
α
−
=
BpW
m
где
α
1
и α
2
– углы между
m
p
r
и
21
, BB
r
r
. Индукция поля внутри контура в обоих случаях не изменяется. Тогда
,Фcos
1111
IISBW −=α−=
2222
Фcos IISBW −=α−= , и работа ,Ф)ФФ()ФФ(
1221212,1
∆=
−
=
−
−
=
−
=
IIIWWA что и требовалось дока-
зать.
ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ
22. СИЛА ЛОРЕНЦА
Силой Лоренца принято называть силу, с которой магнитное поле действует на отдельно движущуюся заряженную час-
тицу.
На все носители тока, заключенные в элементарном токе
lId
r
, действует сила
[
]
BlIdFd
r
r
r
= ,
где
υ=υ=
r
r
r
nqdVdqlId
, тогда
[]
BnqdVFd
r
r
r
υ=
, и на одну частицу действует сила Лоренца
[]
Bq
ndV
Fd
F
r
r
r
r
υ==
Л
. (22.1)
Направление силы определяется по правилу левой руки или правой тройкой векторов. Модуль силы равен
.sin
Л
αυ= BqF
Так как сила Лоренца перпендикулярна к скорости, то она не совершает работы. Ее действие сводится к сообщению за-
ряженной частице центростремительного ускорения.
23. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕНОЙ ЧАСТИЦЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Движущаяся заряженная частица со стороны электрического поля испытывает силу EqF
r
r
=
эл
, оказывающую ускоряю-
щее или отклоняющее действие.
Ускоряющее действие электрического поля используется в электронных лампах, электронно-лучевых трубках, ускори-
телях и т.п.
Связь между изменением скорости и ускоряющим напряжением определяется соотношениями:
;
кин1,кин2,2,1
WWA
−
= ,
2,12,1
qUA
=
где для нерелятивистских скоростей (
υ
≤ с) –
2
2
кин
υ
=
m
W
, а для релятивистских скоростей (
υ
≈ с) кинетическая энергия
определяется полной энергией
2
mc движущегося тела и его энергией покоя
2
0
cm , т.е.
2
0
2
кин
cmmcW −=
,
где
−
0
m масса покоя, а
22
0
/1/ cmm υ−= .
Тогда при
υ ≤ с
22
2
1
2
2
2,1
υ
−
υ
=
mm
qU
, (23.1)
а при
υ → с
)/1/1/1/1(
22
1
2
2
2
2
02,1
cccmqU υ−−υ−= . (23.2)
Отклоняющее действие электростатического поля используется для управления движением заряженных частиц в уст-
ройствах, называемыми электростатическими отклоняющими системами.
Пусть положительно заряженная частица пролетает с начальной скоростью
0
υ
сквозь заряженный конденсатор длиной
1
x и попадает на экран (рис. 34). Ее отклонение относительно первоначального положения будет
21
yyy += , где
−
1
y откло-
нение внутри конденсатора под действием электрического поля
;
2
2
1
1
at
y =
;
m
qE
m
F
a == ;
0
1
1
υ
=
x
t
.
2
2
0
2
1
1
υ
=
m
qEx
y
(23.3)
За пределами конденсатора частица летит прямолинейно под углом
α к первоначальному направлению и отклоняется
на величину
;
22
α
=
tgxy ;
2
0
1
0
1
0
υ
=
υ
=
υ
υ
=α
m
qExat
tg
y
.
2
0
21
2
υ
=
m
xqEx
y
(23.4)
Таким образом, полное отклонение

Страницы