Magnetism and Moving Charges · Magnétisme et charges en mouvement
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| right-hand rule/raɪt hænd ruːl/ | règle de la main droite |
A magnet ignores a still charge but shoves a moving one sideways
- Place a charge at rest near a magnet — nothing happens.
- Send it flying across the field — it swerves to the side.
- The magnetic force acts only on a moving charge.
- And it pushes at right angles to the motion, not along it.
Un aimant ignore une charge immobile mais pousse latéralement une charge en mouvement
- Placez une charge au repos près d'un aimant — rien ne se passe.
- Envoyez-la traverser le champ — elle dévie latéralement.
- La force magnétique agit uniquement sur une charge en mouvement.
- Et elle pousse perpendiculairement au mouvement, pas le long de celui-ci.
A magnetic field exerts a force on a charge only when the charge is: · Un champ magnétique exerce une force sur une charge uniquement lorsque la charge est :
The magnetic force $F = qvB$ needs a nonzero velocity. · La force magnétique $F = qvB$ nécessite une vitesse non nulle.
The force law: F = qvB
- The magnetic force is $F = qvB\sin\theta$, where $\theta$ is the angle between $\vec v$ and $\vec B$.
- It is maximum when the charge moves across the field ($\theta = 90^\circ$).
- It is zero when the charge moves along the field ($\theta = 0$).
- A faster charge or a stronger field gives a bigger push.
La loi de la force : F = qvB
- La force magnétique est $F = qvB\sin\theta$, où $\theta$ est l'angle entre $\vec v$ et $\vec B$.
- Elle est maximale quand la charge traverse le champ ($\theta = 90^\circ$).
- Elle est nulle quand la charge se déplace le long du champ ($\theta = 0$).
- Une charge plus rapide ou un champ plus fort donne une poussée plus forte.
Force on a current · Force sur un courant
Set the field and current directions and use the right-hand rule to predict the force. · Réglez les directions du champ et du courant et utilisez la règle de la main droite pour prédire la force.
A $3\ \text{C}$ charge moves at $4\ \text{m/s}$ across a $2\ \text{T}$ field ($\theta = 90^\circ$). Find $F$ (in N). · Une charge $3\ \text{C}$ se déplace à $4\ \text{m/s}$ à travers un champ $2\ \text{T}$ ($\theta = 90^\circ$). Trouver $F$ (en N).
$F = qvB = 3 \times 4 \times 2 = 24\ \text{N}$.
A charge moving exactly along the field ($\theta = 0$) feels no magnetic force. · Une charge se déplaçant exactement le long du champ ($\theta = 0$) ne ressent aucune force magnétique.
$\sin 0 = 0$, so $F = qvB\sin\theta = 0$. · $\sin 0 = 0$, donc $F = qvB\sin\theta = 0$.
The right-hand rule sets the direction
- The force is perpendicular to both the velocity and the field.
- Point your fingers along $\vec v$, curl them toward $\vec B$: the thumb gives the force (right-hand rule 右手定则).
- For a negative charge, the force is the opposite way.
- That is why the two are always at right angles to the motion.
La règle de la main droite définit la direction
- La force est perpendiculaire aux deux la vitesse et le champ.
- Pointez vos doigts dans la direction de $\vec v$, courbez-les vers $\vec B$ : le pouce indique la force (règle de la main droite 右手定则).
- Pour une charge négative, la force est dans le sens opposé.
- C'est pourquoi ces deux vecteurs sont toujours perpendiculaires à la vitesse.
The direction of the magnetic force is found with the ____-hand rule. · La direction de la force magnétique est trouvée avec la règle de la main ____.
The right-hand rule gives the force on a positive charge. · La règle de la main droite donne la force sur une charge positive.
A sideways force makes a circle
- A force always perpendicular to $\vec v$ can only turn the charge, not speed it up.
- So a charge in a uniform field moves in a circle.
- The radius is $r = \dfrac{mv}{qB}$ — faster or heavier means a wider circle.
- This is how mass spectrometers and particle accelerators bend beams.
Une force latérale produit un mouvement circulaire
- Une force toujours perpendiculaire à $\vec v$ ne peut que dévier la charge, sans en augmenter la vitesse.
- Ainsi, une charge dans un champ uniforme décrit un cercle.
- Le rayon est $r = \dfrac{mv}{qB}$ — plus rapide ou plus lourde signifie un cercle plus large.
- C'est ainsi que les spectromètres de masse et les accélérateurs de particules courbent les faisceaux.
Select all · tout true statements about the magnetic force on a charge. · Sélectionnez tous les énoncés vrais concernant la force magnétique sur une charge.
Needs motion, perpendicular, no work. It never speeds the charge up. · Nécessite un mouvement, perpendiculaire, aucun travail. Elle n'accélère jamais la charge.
The magnetic force does no work
- Because $\vec F \perp \vec v$, the force never adds to the speed.
- It changes only the direction of motion, not the kinetic energy.
- So a magnetic field can steer a charge but never make it faster.
- Speeding up needs an electric field, not a magnetic one.
La force magnétique ne fournit pas de travail
- Puisque $\vec F \perp \vec v$, la force n'augmente jamais la vitesse.
- Elle change uniquement la direction du mouvement, pas l'énergie cinétique.
- Un champ magnétique peut donc orienter une charge mais jamais l'accélérer.
- Accélérer nécessite un champ électrique, pas un champ magnétique.
The magnetic force on a moving charge: · La force magnétique sur une charge en mouvement :
Since $F \perp v$, it does no work — only the direction changes. · Puisque $F \perp v$, elle ne produit aucun travail — seule la direction change.
A charge of $2\ \text{C}$ moves at $3\ \text{m/s}$ across a $0.5\ \text{T}$ field ($\theta = 90^\circ$).
- $F = qvB = 2 \times 3 \times 0.5 = 3\ \text{N}$.
- The force is perpendicular to the velocity, so the charge curves.
Une charge de $2\ \text{C}$ se déplace à $3\ \text{m/s}$ à travers un champ $0.5\ \text{T}$ ($\theta = 90^\circ$).
- $F = qvB = 2 \times 3 \times 0.5 = 3\ \text{N}$.
- La force est perpendiculaire à la vitesse, donc la charge suit une trajectoire courbe.
The magnetic force does no work — it only bends the path, never changes the speed. So "the magnetic field speeds up the charge" is always wrong. And a charge moving along the field ($\theta = 0$) feels no force at all.
La force magnétique ne fournit aucun travail — elle courbe seulement la trajectoire, sans modifier la vitesse. Dire « le champ magnétique accélère la charge » est donc toujours faux. De plus, une charge se déplaçant parallèlement au champ ($\theta = 0$) ne ressent aucune force.
A magnetic field pushes only a moving charge: $F = qvB\sin\theta$, perpendicular to both $\vec v$ and $\vec B$ (right-hand rule). The force does no work, so it bends the path into a circle of radius $r = mv/qB$ without changing the speed.
Un champ magnétique n'agit que sur une charge mobile : $F = qvB\sin\theta$, perpendiculaire à la fois à $\vec v$ et $\vec B$ (règle de la main droite). La force ne fournit aucun travail, ce qui courbe la trajectoire en un cercle de rayon $r = mv/qB$ sans changer la vitesse.