题目内容
在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上),如图17所示.已知电场方向沿z轴正方向,场强大小为E;磁场方向沿y轴正方向,磁感应强度的大小为B;重力加速度为g.问:一质量为m、带电荷量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴(x、y、z)上以速度v做匀速运动?若能,m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系;若不能,请说明理由.图17
(1)质点在x轴方向上做匀速运动qvB+qE=mg或qE=mg+qvB
(2)质点在y轴方向上做匀速运动:
qE=mg?
(3)质点不可能在z轴方向上做匀速运动?
解析:已知带电质点受到的电场力为qE,方向沿z轴正方向,质点受到的重力为mg,沿z轴的负方向.?
假设质点在x轴方向上做匀速运动,则它受到的洛伦兹力必沿z轴正方向(当v沿x轴正方向)或沿z轴负方向(当v沿x轴负方向),要质点做匀速运动必分别有?
qvB+qE=mg ①?
或qE=qvB+mg ②?
假设质点在y轴方向上做匀速运动,则无论沿y轴正方向或沿y轴负方向,它受到的洛伦兹力都为0,要质点做匀速运动必须
qE=mg ③?
假设质点在z轴方向上做匀速运动,则它受到的洛伦兹力必平行于x轴,而电场力和重力都平行于z轴,三者的合力不可能为0,与假设矛盾,故质点不可能在z轴上做匀速运动.
练习册系列答案
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如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系O-xyz,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从原点O以速度v沿x轴正方向出发,下列说法正确的是( )
A、若电场、磁场分别沿y轴正方向和x轴正方向,粒子只能做曲线运动 | B、若电场、磁场均沿y轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动 | C、若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴负方向,粒子有可能做匀速直线运动 | D、若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴正方向,粒子有可能做平抛运动 |
在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所示.已知电场方向或磁场方向可以分别沿x轴、y轴或z轴正方向,场强大小为E;磁感应强度的大小为B;重力加速度为g.一质量为m,带电量为+q的从原点出发的质点在下列条件下能在坐标轴(x,y,z)上做直线运动的是( )
A、如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,当mg=Bqv时,质点可以沿y轴做直线运动 | B、如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,当 Eq=Bqv时,质点可以沿z 轴做直线运动 | C、如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,当mg>Eq时,质点可以沿x轴做直线运动 | D、如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,当mg<Eq时,质点可以沿x轴做直线运动 |