Question

（2003?北京）如圖所示，在Oxyz坐標系所在的空間中，可能存在勻強電場或磁場，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的勻速直線運動．若不計重力，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．不要求推導或說明理由．

Answer 1

分析：帶正電荷的質(zhì)點處于此電場和磁場中，受到重力，電場力和洛倫茲力，對質(zhì)點進行受力分析，即可得出質(zhì)點的運動情況．

解答：解：一質(zhì)量為m、帶正電q的點電荷沿z軸正方向射入此空間中．發(fā)現(xiàn)它做速度為v₀的勻速直線運動，不計重力，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軸負方向．則有電場力與洛倫茲力相平衡；
若磁場沿y軸負方向，則有洛倫茲力沿x軸正方向，所以電場必須沿x軸負方向．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軸負方向，則有洛倫茲力沿y軸負方向，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；

點評：本題考查了同學們對物體受力分析的能力，要求同學們能根據(jù)運動情況判斷受力情況，或者根據(jù)受力情況判斷運動情況，特別注意帶點粒子在磁場中受洛倫茲力的條件．