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,已知电强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图所示,在该直空室内建立O-xyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上

◎ 题目

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,已知电强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图所示,在该直空室内建立O-xyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量kg、带负电的质点以速度v0=100m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2
(1)求质点所受电场力与洛伦兹力大小之比;
(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t=0.20s带电质点的位置坐标。

◎ 答案

解:(1)电场力与洛伦兹力大小之比
(2)电场力与场强方向相同,洛伦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伦兹力的合力与重力平衡,故磁场和电场方向与yOz平面平行,与-y方向成53°斜向下,方向如图所示:
       

解得C
(3)撤去磁场后,带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动,经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移
m
带电质点受恒定合力,其大小等于洛伦兹力,方向与洛伦兹力方向相反,由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37°斜向下
质点的加速度=6.0m/s2
在t=0.20s内,沿此方向的位移
位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm
在z轴方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm
所以,经过时间t=0.2s带电质点的位置为 (20m,9.6cm,-7.2cm)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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,已知电强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图所示,在该直空室内建立O-xyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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