题目内容
在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电场强度
,磁感应强度
。如图10所示,在该真空室内建立
三维直角坐标系,其中
轴竖直向上。质量
,带负电的质点以速度
沿
方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取
。
(1)求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比;
(2)求带电质点的电荷量;
(3)若在质点通过O点时撤去磁场,求经过时间
带电质点的位置坐标。
(1)![]()
(2)![]()
(3)经过时间
带电质点的位置为(20m,9.6cm,-7.2cm)
解析:
(9分)(1)电场力
与洛仑兹力
大小之比
…………(2分)
(2)因为电场与磁场方向相同,洛仑兹力与磁感应强度方向(即场强方向)垂直,带电质点受电场力和洛仑兹力的合力与重力平衡,故磁场和电场方向
平面平行,与
方向成
斜向下,方向如答图3所示:
…………(1分)
解得:
…………(2分)
(3)撤去磁场后,带电质点在沿
轴方向上做匀速直线运动,经过实践
,沿
轴方向上的位移
…………(1分)
带电质点受恒定合力,其大小等于洛仑兹力,方向与洛仑兹方向相反,由几何关系可知质点受合力方向与
方向成
斜向下。
质点的加速度:![]()
在
内,沿此方向的位移![]()
位移
在
轴方向的分量
…………(1分)
在
轴方向的分量
…………(1分)
所以,经过时间
带电质点的位置为(20m,9.6cm,-7.2cm)…………(1分)
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