3. Положительно заряженная частица, имеющая горизонтально направленную скорость влево, влетает в область поля перпендикулярно вектору индукции магнитного поля. Куда направлена действующая на частицу сила?

Для определения направления силы, действующей на заряженную частицу в магнитном поле, используется правило левой руки.

1. Помещаем ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции (вектор B) входили в ладонь.
2. Четыре вытянутых пальца руки должны указывать направление скорости частицы (вектор v).
3. Оттопыренный большой палец покажет направление силы Ампера (или силы Лоренца), действующей на заряженную частицу.

В нашем случае:

• Скорость частицы (v) направлена влево.
• Магнитное поле (B) перпендикулярно скорости. Предположим, что вектор B направлен от нас (как будто мы смотрим на него сбоку, и он уходит внутрь плоскости рисунка).

Применяем правило левой руки:

• Ладонь открыта, линии B входят в нее (то есть, мы смотрим на них с торца, они уходят от нас).
• Пальцы указывают влево (направление скорости v).
• Большой палец, оттопыренный перпендикулярно ладони и пальцам, будет указывать вниз.

Если бы вектор B был направлен на нас, то большой палец указывал бы вверх.

Поскольку в вариантах ответа есть «вертикально вниз» и «вертикально вверх», а направление магнитного поля не указано (только что оно перпендикулярно скорости), то мы должны рассмотреть оба варианта. Однако, если частица положительно заряжена, то сила Лоренца направлена так, как мы определили. Если бы частица была отрицательно заряжена, то сила была бы направлена в противоположную сторону.

Так как в задаче не уточнено направление вектора магнитной индукции, а даны варианты ответа, давайте предположим одно из направлений и проверим. Пусть вектор B направлен «от нас».

• Скорость влево.
• Магнитное поле от нас.
• Ладонь левой руки: пальцы влево, линии B входят в ладонь (т.е. смотрят от нас). Большой палец указывает вниз.

Если бы вектор B был направлен «на нас»:

• Скорость влево.
• Магнитное поле на нас.
• Ладонь левой руки: пальцы влево, линии B входят в ладонь (т.е. смотрят на нас). Большой палец указывает вверх.

Оба варианта (вверх и вниз) присутствуют в ответах. Чаще всего в таких задачах подразумевается, что вектор B направлен либо «на нас», либо «от нас», и сила будет либо вверх, либо вниз.

Чтобы дать окончательный ответ, нужно выбрать один из вариантов, который наиболее вероятно подразумевается. Без дополнительной информации, оба варианта 1 и 2 возможны в зависимости от направления магнитного поля. Однако, если задача сформулирована стандартно, то выбор одного из них должен быть единственно верным. Предположим, что стандартное положение — когда вектор B направлен «от нас», тогда сила будет направлена вниз.

Ответ: 1) Вертикально вниз