A-level 物理 (高階物理)/力/解答

1. 一個 1T 磁場對以光速 5% (3 x 10⁸ ms⁻¹) 運動的電子 (電荷 -1.6 x 10⁻¹⁹C) 施加了多大的力？

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

這看起來可能很小，但請記住，電子的加速度會大得多，因為它質量很小。電子以 0.05c 的速度運動這一事實意味著我們不需要進行任何相對論修正。

2. 一個 5mT 磁場對連線到 9V 電池的 20 cm 長、電阻為 1μΩ 的導線施加了多大的力？

$V=IR$

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

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

3. 下圖顯示了一個正電荷穿過磁場。畫一個箭頭表示電荷上力的方向。

請注意，如果電荷為負，力將在相反的方向（向上）。

4. 下圖顯示了磁場中的導線。畫一個箭頭表示導線上力的方向。