Какая сила действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 20 мТл на находящийся в поле прямолинейный проводник длиной 50 см, по которому идет ток 18 А? Провод образует прямой угол с направлением вектора магнитной индукции поля. 1) 18 Н; 2) 1,8 Н; 3) 0,18 Н; 4) 0,018 Н
Мысли были примерно такие. В ваккуме скорость движения одиночного электрона величина вообще-то непостоянная.
сила, действующая на электрон со стороны электрического поля равна:
F =eE где
e - заряд электрона -1,6·10⁻¹⁹ [Кл].
E - Напряженность электрического поля [В/м]
В общем тут равноускоренное движение получится. И до какой скорости он разгонится будет зависеть от E и от того как долго он летит. В ускорителе и до субсветовой скорости разогнать могут ( порядка 10⁷ м/с в любом случае пока признано, что больше 3*10⁸ [м/с] не разгонят) там правда все сложнее.
Вот другая оценка. В металле.
В меди
ток I=1A
провод сечением S= 1 [мм²]=10⁻⁶ [м²].
Концентрация электронов n≈10²⁹ м⁻³.
[м/с]
С другой стороны скорость теплового движения электронов оценивается так:
(тут на самом деле не равно а порядок)
где
k - постоянная Больцмана 1,38 ·10⁻²³ [Дж/К]
T - абсолютная температура проводника. (В нормальных условиях комната летом к примеру T≈300 К (27° С))
m - масса электрона 9,1·10⁻³¹ [кг]
Ну вот и прикинем:
[м/с]
Тут различие получилось на 7 порядков. Т. е. Тепловая скорость приблизительно в 10 000 000 раз (10 миллионов) больше.