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)
Avec
-1
F en newton (N)
q en coulomb (C)
v en m.s
B en tesla (T)
= v, B
Le trièdre (
F
, q
v
,
B
) est direct :
Règle de la main droite :
F pouce
q v index
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.
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2) Même exercice mais v = 0 m.s-1 et B = 0,2 T.
B
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3) Même exercice mais v = 2.105 m.s-1 et B = 0,2 T.
B
v
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4) Même exercice mais v = 2.105 m.s-1 et B = 0 T.
B
v
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5) Dessiner le sens de la force pour les configurations suivantes :
B
qv
Pour un électron :
B
v
Utilité : ……………………………………………………………………………………………..

II) Force de Laplace
Expérience du rail de Laplace :
B
I
I
On rappelle :
F = q sin α v B
q
I = tl
v = l distance parcourue en t
t
On en déduit : F = | I t sin α |
l
t
B d’où F = | I sin α | l B (loi de Laplace)
Avec
F en newton (N)
I en A
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
I l index
B (magnétisme) majeur
Application numérique :
On donne : I = 5A, l = 4 cm, B = 0,1 T,
B
┴ I
l
Calculer F.
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Utilité : ……………………………………………..