Question

如圖所示，在某一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相平行且方向相反，均與水平面成θ角，已知E=×10² V/m，B=5T．一質(zhì)量m=1×10^{－4 kg}，帶電量為q的液滴以垂直于磁場(chǎng)方向的速度v₀=20m/s進(jìn)入該區(qū)域時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．( g取10m/s² )

（1）帶電液滴帶何種電荷？電荷量q為多少？    （2）求θ角

（3）若在該區(qū)域建立一直角坐標(biāo)系O一XYZ（XOY為水平面，E、B的方向與ZOY平面平行），當(dāng)t＝0帶電液滴恰好通過(guò)原點(diǎn)O時(shí)立即撒消電場(chǎng)和磁場(chǎng)，求t＝0.04s時(shí)帶電液滴所在位置的坐標(biāo)

Answer 1

（1）帶正電  （2）θ＝60°（3）（－0.8m，0，－0.008m）

解析:

（1）由液滴在場(chǎng)區(qū)做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知，液滴所受電場(chǎng)力，洛倫磁力的合力必與重力大小相等，方向相反，既豎直向上，由三力共面判斷可知液滴帶正電    

由三力共點(diǎn)平衡得                     

液滴所帶電荷量                            

（2）由幾何關(guān)系                                 

帶入數(shù)據(jù)得 θ＝60°                                   

（3）當(dāng)液滴經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)撤消電場(chǎng)與磁場(chǎng)，液滴將做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度方向沿x軸的負(fù)方向，t＝0.04s時(shí)液滴所在位置的坐標(biāo)

    x＝－vt                                                 

    y＝0                                                   

z＝－gt²/2                                               

液滴所在位置的坐標(biāo)（－0.8m，0，－0.008m）