Чтобы ответить на данный вопрос, нужно разобраться в действии силы Лоренца на заряды, движущиеся в магнитном поле.
Сила Лоренца, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле, описывается формулой F = qvBsinθ, где q - заряд частицы, v - скорость частицы, B - магнитная индукция, θ - угол между векторами скорости и магнитного поля.
Считаем, что направление магнитного поля B изображено на рисунке внизу. Рассмотрим движение протона относительно проводника. Из рисунка видно, что скорость протона направлена вверх в отношении проводника. Учитывая это, проанализируем формулу силы Лоренца:
F = qvBsinθ.
У нас есть:
q - заряд протона, который в данном случае положительный;
v - скорость протона, направленная вверх;
Bsinθ - она определяется углом между векторами скорости и магнитного поля.
Из рисунка видно, что угол между векторами скорости протона и магнитного поля B равен 90°, поэтому sinθ = 1.
Таким образом, формула силы Лоренца принимает вид F = qvB.
Теперь проанализируем знак скалярного произведения векторов скорости протона v и магнитной индукции B. Если это произведение положительное, то сила Лоренца будет направлена вправо, иначе - влево.
У нас есть v × B = |v||B|sinθ.
Мы уже выяснили, что sinθ = 1.
Теперь из рисунка видно, что скорость протона направлена вверх, а магнитное поле направлено вниз. Поэтому v и B направлены друг на друга под углом 180°.
Учитывая, что |v| и |B| - положительные величины, получаем, что скалярное произведение v × B отрицательное и равно -|v||B|sinθ.
Так как sinθ = 1, то получаем v × B = -|v||B|.
Обратим внимание на знак минус перед скалярным произведением. Он говорит нам о том, что сила Лоренца будет направлена влево.
Ответ на вопрос - сила Лоренца направлена влево (ответ 1).
Пояснение:
Когда заряд движется в магнитном поле, на него действует сила Лоренца, направленная перпендикулярно к направлению скорости и к магнитному полю. Это правило можно запомнить так: "влево от движения положительного заряда" или "вправо от движения отрицательного заряда".
Следует отметить, что сила Лоренца перпендикулярна к плоскости, определенной скоростью заряда и магнитным полем. В данном случае плоскость есть вертикальная плоскость, и поэтому сила Лоренца направлена влево.
Итак, ответ на вопрос: сила Лоренца направлена влево (ответ 1).
