Action d`un champ magnétique

ACTION D’UN CHAMP MAGNETIQUE
I) Force magnétique de Lorentz
Expérience : tube cathodique + aimant
Conclusion :
- Un faisceau d’électrons est …………………… par un aimant
- Il existe une ………………… qui s’exerce sur les électrons en mouvement.
F dépend :
- Du ………………de B
- De ………………de B
- De ………………..des électrons notée v
- De la charge des particules (ici e- = -1,6 10-19 C)
On peut montrer que :
F = | q sin α | v B
(formule de Lorentz)

F en newton (N)
q en coulomb (C)

Avec  v en m.s -1
B en tesla (T)


 = v, B

Le trièdre ( F , q v , B ) est direct :
Règle de la main droite :
F
 pouce

 index
q v

B (magnétisme)  majeur
Exemple du faisceau d’électrons :
Puisque q est négatif ici (e-) alors v et q v sont de sens opposés.

Exercices d’application :
1) Un électron a une vitesse v = 2.105 m.s-1 et est plongé dans un champ magnétique B = 0,2 T.
B
v
Calculer l’intensité de la force F qu’il subit et la tracer.
………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………..
2) Même exercice mais v = 0 m.s-1 et B = 0,2 T.
B
………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………..
3) Même exercice mais v = 2.105 m.s-1 et B = 0,2 T.
v
B
………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………..
4) Même exercice mais v = 2.105 m.s-1 et B = 0 T.
B
v
………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………..
5) Dessiner le sens de la force pour les configurations suivantes :
Pour un électron :
B
B
qv
v
Utilité : ……………………………………………………………………………………………..
II) Force de Laplace
Expérience du rail de Laplace :
I
B
I
On rappelle :

F = q sin α v B

q

I =
t

l

 v = t  l distance parcourue en t 
On en déduit : F = | I t sin α |
l
B d’où
t
F = | I sin α | l B
(loi de Laplace)

 F en newton (N)
 I en A

Avec l en m
 B en tesla (T)


 = I l, B


Et ( F , I l , B ) forment un trièdre direct.
Règle de la main droite :
F
 pouce

 index
I l

B (magnétisme)  majeur
Application numérique :
On donne : I = 5A, l = 4 cm, B = 0,1 T, B ┴ I l
Calculer F.
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
Utilité : ……………………………………………..