题目内容
18.如图所示,空间直角坐标系Oxyz内存在匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与Oxy平面平行且与y轴负方向的夹角为θ,匀强电场的电场强度大小为E,方向沿y轴负方向,一质子(重力不计)从原点O以速度v=$\frac{Esinθ}{B}$向z轴正方向射出,已知质子的电荷量为e,下列关于质子的受力和运动的描述正确的是( )A. | 质子在O点受到的合力大小为eEcosθ | |
B. | 质子在运动过程中受到的合力为变力 | |
C. | 质子沿x轴方向的分运动是匀速直线运动 | |
D. | 质子不可能做匀变速曲线运动 |
分析 质子运动的过程中受到电场力与洛伦兹力的作用,分析其受力,并结合运动的特点分析即可.
解答 解:A、根据左手定则判断出质子受到的洛伦兹力的方向,然后画出质子的受力如图.
其中洛伦兹力:f=qvB=qEsinθ
电场力:F=qE
根据平行四边形定则可知,二者的合力的方向沿B的方向,大小等于qEcosθ.故A正确;
B、由于质子受到的合外力的方向沿B的方向,与初速度的方向垂直,所以质子将获得沿B的方向的分速度.根据左手定则可知,沿B的方向的分速度不能产生洛伦兹力,所以质子在运动的过程中受到的洛伦兹力的大小与方向都不变,所以质子受到的合外力不变.故B错误;
C、D、质子受到的合外力的方向始终沿B的方向,始终与初速度的方向垂直,所以质子在沿Z的方向上做匀速直线运动;在zOB的平面内做类平抛运动,是匀变速曲线运动.质子在B的方向做匀变速直线运动,则在x方向上,也是做匀变速直线运动.故C错误,D错误.
故选:A
点评 质点的初速度的方向与合力的方向垂直,质点速度变化的方向始终沿磁感应强度的方向,所以质子受到的合外力是不变的,这是解答该题的关键.
练习册系列答案
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