题目内容

设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的,电场强度的大小E=4.0V/m,磁感应强度的大小B=0.15T.今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动.求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向(角度可用反三角函数表示).

答案:
解析:

带电粒子做匀速直线运动,其所受重力、电场力和洛仑兹力必在同一平面内,其受力情况如图所示,并且可判断出质点的速度是垂直纸面向外的,由平衡条件可知

mg=q

求得带电质点的电量与质量之比

代入数据可求得

=1.96C/kg

因为质点带负电,电场方向与电场力方向相反,因而磁场方向也与电场力方向相反.设磁场方向与重力方向间夹角为θ,则有

qEsinq =qvBcosq

解得tgq=0.75

q =tg-10.75=53°

即磁场是沿着与重力方向夹角为53° ,且斜向下方的一切方向.


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