(2003?北京)如圖所示,在Oxyz坐標(biāo)系所在的空間中,可能存在勻強(qiáng)電場或磁場,也可能兩者都存在或都不存在.但如果兩者都存在,已知磁場平行于xy平面.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶正電q的點(diǎn)電荷沿z軸正方向射入此空間中.發(fā)現(xiàn)它做速度為v0的勻速直線運(yùn)動.若不計(jì)重力,試寫出電場和磁場的分布有哪幾種可能性.要求對每一種可能性,都要說出其中能存在的關(guān)系.不要求推導(dǎo)或說明理由.
分析:帶正電荷的質(zhì)點(diǎn)處于此電場和磁場中,受到重力,電場力和洛倫茲力,對質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行受力分析,即可得出質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況.
解答:解:一質(zhì)量為m、帶正電q的點(diǎn)電荷沿z軸正方向射入此空間中.發(fā)現(xiàn)它做速度為v0的勻速直線運(yùn)動,不計(jì)重力,所以只受電場力與洛倫茲力,且二者相平衡.
若磁場沿x軸正方向,則有洛倫茲力沿y軸正方向,所以電場必須沿y軸負(fù)方向.則有電場力與洛倫茲力相平衡;
若磁場沿y軸負(fù)方向,則有洛倫茲力沿x軸正方向,所以電場必須沿x軸負(fù)方向.則有電場力與洛倫茲力相平衡;
若磁場沿y軸正方向,則有洛倫茲力沿x軸負(fù)方向,所以電場必須沿x軸正方向.則有電場力與洛倫茲力相平衡;
若磁場沿x軸負(fù)方向,則有洛倫茲力沿y軸負(fù)方向,所以電場必須沿y軸正方向.則有電場力與洛倫茲力相平衡;
點(diǎn)評:本題考查了同學(xué)們對物體受力分析的能力,要求同學(xué)們能根據(jù)運(yùn)動情況判斷受力情況,或者根據(jù)受力情況判斷運(yùn)動情況,特別注意帶點(diǎn)粒子在磁場中受洛倫茲力的條件.
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cm(如圖2).現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動,問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U=3.2V?(假定摩擦小輪與自行車之間無相對滑動)

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