Question

在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中，取正交坐標(biāo)系O-xyz（z軸正方向豎直向上）如圖所示，已知電場(chǎng)方向沿z軸正方向，大小為E；磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．重力加速度為g，問：一質(zhì)量為m、帶電量為+q的質(zhì)點(diǎn)從原點(diǎn)出發(fā)能否在坐標(biāo)軸（ x、y、z ）上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)？若能，m、q、E、B、v及g應(yīng)滿什么關(guān)系？若不能，說明理由．

Answer 1

分析：根據(jù)正電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)線方向相同，受到洛倫茲力與磁場(chǎng)方向相垂直，結(jié)合受力平衡條件，即可求解．

解答：解：已知帶電質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力的方向沿z軸正方向，大小為qE；質(zhì)點(diǎn)受重力的方向沿z軸負(fù)方向，大小為mg
（1）若質(zhì)點(diǎn)在x軸上做勻速運(yùn)動(dòng)，則它受到的洛侖茲力
必沿x軸正方向或負(fù)方向，即有：
qvB+qE=mg 或qE=mg+qvB
（2）若質(zhì)點(diǎn)在y軸上做勻速運(yùn)動(dòng)，則它受到的洛侖茲力必為零，即有：
qE=mg 
（3）若質(zhì)點(diǎn)在z軸上做勻速運(yùn)動(dòng)，則它受到的洛侖茲力必平行于x軸，而電場(chǎng)力和重力都平行于z軸，三力的合力不可能為零，
即質(zhì)點(diǎn)不可能在z軸上做勻速運(yùn)動(dòng)．
答：理由如上．

點(diǎn)評(píng)：考查正電荷受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力的方向，掌握左手定則的應(yīng)用，注意與右手定則的區(qū)別．同時(shí)理解受力平衡條件的應(yīng)用．