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在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所示.已知电场方向或磁场方向可以分别沿x轴、y轴或z轴正方向,场强大小为E;磁感应强度的大小为B

题目详情
在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所示.已知电场方向或磁场方向可以分别沿x轴、y轴或z轴正方向,场强大小为E;磁感应强度的大小为B;重力加速度为g.一质量为m,带电量为+q的从原点出发的质点在下列条件下能在坐标轴(x,y,z)上做直线运动的是(  )

A.如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,当mg=Bqv时,质点可以沿y轴做直线运动
B.如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,当 Eq=Bqv时,质点可以沿z 轴做直线运动
C.如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,当mg>Eq时,质点可以沿x轴做直线运动
D.如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,当mg<Eq时,质点可以沿x轴做直线运动
▼优质解答
答案和解析
A、如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,假如质点可以沿y轴正方向做直线运动,质点受的电场力沿y轴正方向,洛伦兹力沿z轴负方向,即竖直向下,重力也是竖直向下,三力的合力不沿y轴,所以无论各力的大小如何,质点不可能沿y轴正方向做直线运动.
假如质点可以沿y轴负方向方向做直线运动,质点受的电场力沿y轴正方向,洛伦兹力沿z轴正方向,即竖直向上,重力是竖直向下,根据题意mg=Bqv,但是运动方向与电场力方向相反,要做减速运动,洛伦兹力大小减小,重力要大于洛伦兹力,即合力不会总是沿y轴的,故也不可能沿y轴负方向做直线运动.
总之,如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,质点不可能沿y轴做直线运动.故A错误.
B、如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,假如质点可以沿z轴正方向做直线运动,质点受的电场力沿y轴正方向,洛伦兹力沿y轴正方向,重力是竖直向下,三力的合力不沿z轴,所以无论各力的大小如何,质点不可能沿z轴正方向做直线运动.
假如质点可以沿z轴负方向方向做直线运动,质点受的电场力沿y轴正方向,洛伦兹力沿y轴负方向,根据题意Eq=Bqv,但是重力竖直向下,在z轴负方向上要做加速度运动,洛伦兹力大小变大,即合力不会沿z轴的,故也不可能沿z轴负方向做直线运动.
总之,如果电场方向沿y轴正方向,磁场方向沿x轴正方向,质点不可能沿z轴做直线运动.故B错误.
C、如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,假如质点可以沿x轴正方向做直线运动,质点受的电场力沿z轴正方向,洛伦兹力沿z轴正方向,重力竖直向下,由于mg>Eq,当重力的大小等于电场力和洛伦兹力的合力时,三力平衡,做匀速直线运动.故C正确.
D、如果电场方向沿z轴正方向,磁场方向沿y轴正方向,假如质点可以沿x轴负方向做直线运动,质点受的电场力沿z轴正方向,洛伦兹力沿z轴负方向,重力竖直向下,由于mg<Eq,当重力的与洛伦兹力的合力等于电场力时,三力平衡,做匀速直线运动.故D正确.
故选:CD.
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