Чем сила Ампера отличается от силы Лоренца?
Готовлюсь к ЕГЭ и путаюсь: есть сила Ампера и сила Лоренца. В чём разница между силой Ампера и Лоренца и когда какую формулу применять?
2 ответа
Это по сути одна и та же магнитная сила, просто на разных «уровнях».
Сила Лоренца действует на один движущийся заряд в магнитном поле:
F = q·v·B·sin α
где q — заряд, v — его скорость, B — индукция поля, α — угол между скоростью и полем.
Сила Ампера действует на провод с током (а ток — это много движущихся зарядов):
F = B·I·L·sin α
где I — ток, L — длина провода в поле.
Связь простая: сила Ампера — это сумма сил Лоренца всех зарядов в проводе.
Когда что применять:
- В задаче отдельная частица (электрон, протон летит) → Лоренц.
- В задаче провод/рамка с током → Ампер.
Направление обеих находят правилом левой руки: четыре пальца — по току (или по скорости плюс-заряда), линии поля входят в ладонь, отогнутый большой палец показывает силу.
Важная деталь Лоренца: сила всегда перпендикулярна скорости, поэтому она не меняет величину скорости, а только закручивает частицу по окружности. Если v параллельна B (α = 0), сила равна нулю.
Запоминалка: Лоренц — на летящую частицу, Ампер — на провод с током (А как «амперы», то есть ток). Формулы похожи: в Лоренце вместо I·L стоит q·v. По сути I·L и q·v — это одно и то же, просто записанное для тока или для одной частицы.