Задача 4. 1. Электрон движется в однородном магнитном поле строго вдоль линий магнитной индукции. Действует ли на него сила Лоренца? Ответ обоснуйте. 2. Электрон движется под углом 45 градусов к линиям поля. Как изменится характер его движения по сравнению с первым случаем? 3. Чему равна работа силы Лоренца за один полный оборот электрона, если его кинетическая энергия равна 100 эВ? Ответ поясните.

1. Сила Лоренца по модулю равна \(F=|q|vB\sin\alpha\), где \(\alpha\) — угол между скоростью и магнитным полем. При движении строго вдоль линий поля \(\alpha=0^\circ\), поэтому \(F=0\). Электрон продолжает двигаться прямолинейно и равномерно.

2. При угле 45° скорость имеет две составляющие: параллельную полю и перпендикулярную ему. Параллельная составляющая не меняется, а перпендикулярная вызывает движение по окружности. В результате электрон движется по винтовой линии вокруг направления магнитного поля.

3. Магнитная сила всегда перпендикулярна мгновенной скорости, поэтому работы не совершает. За один полный оборот работа силы Лоренца равна нулю независимо от кинетической энергии электрона.

Ответ: 1) сила Лоренца не действует; 2) движение становится винтовым; 3) работа за оборот равна 0 Дж.