(2012年2月武汉调研)如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为B=,方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m,电

◎ 题目

(2012年2月武汉调研)如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为B=,方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m,电量为-q的微粒绕原点O沿图示方向做匀速圆周运动。若该微粒的圆周运动可以等效为环形电流,求此等效环形电流强度I。(重力加速度为g)

◎ 答案

◎ 解析

该微粒受到重力mg、洛伦兹力FB、库仑力FE三个力的作用,方向如图所示。
FB=qvBFE=kq2/R2v=ωr
再由几何关系 r=htanθR=h/cosθ
微粒沿z轴受力平衡,FE cosθ –mg=0,
微粒在xOy平面内做匀速圆周运动,FE sinθ –FB=mω2r
联立解得:ω2+2ω-g/h=0。
解得:ω=(-1)ω="-" (-1)(不合题意,舍去)
微粒圆周运动周期T=2π/ω
等效电流强度,I=q/T=

◎ 知识点

    专家分析,试题“(2012年2月武汉调研)如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为B=,方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m,电…”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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