Магнетизм — Задание 12 ЕГЭ по физике №00047712

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Её модуль зависит от угла между скоростью и линиями поля, а угол в условии не назван — поэтому спрашивают о наибольшем возможном значении силы.

Шаг 1. Закон. Модуль силы Лоренца

$$F=|q|vB\sin\alpha,$$

где $\alpha$ — угол между скоростью и вектором индукции. При движении вдоль линий ($\alpha=0^\circ$) сила равна нулю, а наибольшая она при $\alpha=90^\circ$, когда $\sin\alpha=1$:

$$F_{\max}=|q|vB.$$

Шаг 2. Данные в СИ. Модуль заряда электрона $|q|=e=1{,}6\cdot10^{-19}$ Кл, скорость $v=1$ км/с $=10^3$ м/с, индукция $B=5$ Тл.

Шаг 3. Считаем.

$$F_{\max}=1{,}6\cdot10^{-19}\cdot10^{3}\cdot5=8\cdot10^{-16}\ \text{Н}.$$

Шаг 4. Формат ответа. Умножаем на $10^{16}$: $8\cdot10^{-16}\cdot10^{16}=8$.

Проверим себя. Тесла — это ньютон на ампер-метр, а кулон в секунду — ампер, поэтому $\text{Кл}\cdot\dfrac{\text{м}}{\text{с}}\cdot\text{Тл}=\text{А}\cdot\text{м}\cdot\dfrac{\text{Н}}{\text{А}\cdot\text{м}}=\text{Н}$ — сила действительно выходит в ньютонах.