Зовнішнє незалежне оцінювання - комплексне видання
Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ
ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
4. МАГНІТНЕ ПОЛЕ, ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ
4.2. ДІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА РУХОМИЙ ЗАРЯД І ПРОВІДНИК ЗІ СТРУМОМ
4.2.1. СИЛА ЛОРЕНЦА
Сила Лоренца 
— сила, з якою магнітне поле діє на заряджену частинку, що рухається в цьому полі.
Модуль сили Лоренца обчислюють за формулою:
Fл = |q| Bv sin а,
де q — заряд частинки, B — магнітна індукція поля, у якому рухається частинка, v — швидкість руху частинки, а — кут між напрямком руху частинки та напрямком вектора магнітної індукції.
Напрямок сили Лоренца визначають за правилом лівої руки: якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії 
були напрямлені в долоню, чотири пальці показували напрямок руху позитивного заряду, то відігнутий великий палець вказує напрямок сили Лоренца (рис. 4.4). Якщо рухається негативний заряд, то чотири пальці напрямлені назустріч його руху.
Рис. 4.4
✵ Сила Лоренца напрямлена перпендикулярно до швидкості руху 
заряду, тому:
✵ надає зарядженій частинці доцентрового прискорення: Fл = maдоц;
✵ робота дорівнює нулю.
Траєкторії руху зарядженої частинки під дією сили Лоренца.
✵ Якщо швидкість руху частинки напрямлена вздовж ліній індукції поля ( 
), то частинка рухається рівномірно прямолінійно (Fл = 0, оскільки sin а = 0).
✵ Якщо швидкість руху частинки напрямлена перпендикулярно до ліній індукції поля ( 
), то частинка рухається рівномірно по колу
певного радіуса R (рис. 4.5) та з певним періодом обертання Т (Fл = |q| Вv , оскільки sina = 1):
Fл = maдоц, адоц = 
R = 
,
T = 
T = 
.
Отже, період обертання частинки не залежить від швидкості її руху. Цей факт використовують у створенні прискорювачів заряджених частинок.
Рис. 4.5
✵ Якщо и напрямлена під кутом а до , то згідно з перпендикулярною складовою 
частинка описує коло радіусом R, згідно з паралельною складовою 
— рухається вперед ( ∙ Т = h), тобто в результаті рухається по гвинтовій лінії з кроком h (рис. 4.6).
Рис. 4.6
4.2.2. СИЛА АМПЕРА
Сила Ампера 
, - сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, що розташований у цьому полі.
Модуль сили Ампера обчислюють за формулою:
FA = BIl sin a,
де В — магнітна індукція поля, І — сила струму в провіднику, І — довжина активної частини провідника (довжина частини провідника, яка знаходиться у полі), a — кут між провідником та напрямком вектора магнітної індукції.
Напрямок сили Ампера визначають за правилом лівої руки: якщо ліву руку розташувати так, щоб складова 
вектора ІНДУКЦІЇ магнітного поля входила в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець вкаже напрямок сили Ампера (рис. 4.7).
Рис. 4.7
✵ Якщо в магнітному полі індукцією 
знаходиться рамка площею S по якій іде струм силою І, то сили Ампера, які діють на рамку, створюють обертальний момент М, завдяки якому рамка буде повертатися:
М = BIS cos а,
де a — кут між напрямком вектора магнітної індукції та площиною рамки.
✵ Обертальний момент найбільший, якщо рамка паралельна лініям індукції поля (а = 0°, cos а = 1).
✵ Обертальний момент дорівнює нулю, якщо рамка перпендикулярна до ліній індукції поля (а = 90°, cos а = 0).
На повертанні рамки зі струмом в магнітному полі ґрунтується дія електричних двигунів та електровимірювальних приладів магнітоелектричної системи.