Закон Кулона. Характеристики неточечных зарядов. Электри́ческий заря́д

Работа, совершаемая при перемещении замкнутого контура с током в магнитном поле, равна произведению величины тока на изменение магнитного потока,сцепленного с этим контуром.
28. Сила Лоренца, ее характеристики. Формула Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом поле.
Сила Лоренца — сила, с которой, в рамках классической физики, электромагнитное поле действует на точечную заряженнуючастицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью  заряд  лишь со стороны магнитного поля, нередко же полную силу — со стороны электромагнитного поля вообще^[1], иначе говоря, со стороны электрического  имагнитного  полей. Выражается в СИ как:
На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке: F=qE. Эта сила сообщает ускорение  , где m — масса заряженной частицы. Как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением  , если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно  , если заряд отрицателен (q<0).
Вид траектории частицы зависит от начальных условий. Если вначале заряженная частица покоилась  или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением  , то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. Если  , то частица будет тормозиться в этом поле.
Если угол между начальной скоростью и ускорением острый О < α < 90° (или тупой), то заряженная частица в таком электростатическом поле будет двигаться по параболе.
Во всех случаях при движении заряженной частицы в электростатическом поле будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы.
Существенное отличие магнитного поля от электростатического состоит, во-первых, в том, что магнитное поле не действует на покоящуюся заряженную частицу. Магнитное поле действует только на движущиеся в поле заряженные частицы. Во-вторых, сила Лоренца, действующая на заряженные частицы в магнитном поле, всегда перпендикулярна скорости их движения. Поэтому модуль скорости в магнитном поле не изменяется. Не изменяется, следовательно, и кинетическая энергия частицы. Вид траектории заряженной частицы в магнитном поле зависит от угла между скоростью влетающей в поле частицы и магнитной индукцией. Возможны три различных случая.
1. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью  , направленной вдоль поля  или противоположно направлению магнитной индукции поля  . В этих случаях сила Лоренна  и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.
2. Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции (рис. 2), тогда сила Лоренца  , а следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. В результате частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона:

Отношение  — называют удельным зарядом частицы.

Рис. 2
Период вращения частицы

3. Скорость заряженной частицы направлена под углом  к вектору  (рис. 3).

Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью  и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью  в плоскости, перпендикулярной полю. Радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить  на  , то есть