A-level 物理 (高级物理)/力/解答

1. 一个 1T 磁场对以光速 5% (3 x 10⁸ ms⁻¹) 运动的电子 (电荷 -1.6 x 10⁻¹⁹C) 施加了多大的力？

$F=Bqv=1\times -1.6\times 10^{-19}\times 0.05\times 3\times 10^{8}=2.4\times 10{-12}{\mbox{ N}}$

这看起来可能很小，但请记住，电子的加速度会大得多，因为它质量很小。电子以 0.05c 的速度运动这一事实意味着我们不需要进行任何相对论修正。

2. 一个 5mT 磁场对连接到 9V 电池的 20 cm 长、电阻为 1μΩ 的导线施加了多大的力？

$V=IR$

$I={\frac {V}{R}}$

$F=BIl={\frac {BVl}{R}}={\frac {5\times 10^{-3}\times 9\times 0.2}{10^{-6}}}=9{\mbox{ kN}}$

3. 下图显示了一个正电荷穿过磁场。画一个箭头表示电荷上力的方向。

请注意，如果电荷为负，力将在相反的方向（向上）。

4. 下图显示了磁场中的导线。画一个箭头表示导线上力的方向。