Задание B5C430: Магнитное поле

1. Система отсчёта лабораторная. Ox направим вправо по электрическому полю, Oy — вверх по начальной скорости протона. Магнитное поле на оригинале направлено от наблюдателя. На положительный протон действуют электрическая сила F_э = eE вправо и магнитная сила Лоренца F_Л = eυB влево. Воздух откачан, тяжестью в данной модели пренебрегаем.
2. В начальный момент обе силы горизонтальны. Второй закон Ньютона в проекциях:
ma_x = eE − eυB,
ma_y = 0.
При исходном прямолинейном движении a_x = 0, поэтому E₀ = υ₀B. Это условие взаимной компенсации сил, а не отсутствия каждой из них. Магнитная сила зависит от скорости, электрическая при неизменном поле не зависит.
3. Увеличивают напряжённость до E₁ > E₀ при прежних υ₀ и B. Подстановка в проекцию даёт ma_x = e(E₁ − υ₀B) = e(E₁ − E₀) > 0. Электрическая сила увеличилась, магнитная в первый момент прежняя.
Следовательно, на начальном участке траектория изгибается вправо, по электрическому полю. Речь именно о первоначальном отклонении; после появления горизонтальной скорости направление магнитной силы также меняется.
4. Проверка. При очень сильном электрическом поле положительный протон должен прежде всего ускоряться вправо. Полученный предел согласуется с ответом. Всю последующую траекторию нельзя считать одной окружностью: электрическое поле способно менять кинетическую энергию.

Ответ: протон начнёт отклоняться вправо.