题目
4.电荷为 +9 的离子以速度0.01c沿 +x 方向运动,磁感应强度为B,方向沿 +y 方向-|||-要使离子不偏转,所加电场的大小和方向为 () 。-|||-哚哚 (A) =B, 沿 -y 方向 (B) =vB, 沿 -y 方向-|||-(C) =vB, 沿 -2 方向 (D) =OB, 沿 +2 方向

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查带电粒子在复合场(电场与磁场共存)中的平衡条件,涉及洛伦兹力与电场力的矢量关系。
解题核心思路:
要使离子不偏转,需满足电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反。
- 确定洛伦兹力方向:利用右手定则判断速度方向与磁场方向的叉积方向。
- 确定电场方向:电场力需与洛伦兹力方向相反,结合正电荷受力方向与电场方向一致的特性。
- 计算电场大小:通过平衡条件 $qE = qvB$ 得出 $E = vB$。
破题关键点:
- 矢量方向的判断是本题的核心,需准确应用右手定则。
- 单位矢量方向的正交性(如 $+x$ 与 $+y$ 的叉积为 $+z$)是方向判断的关键。
步骤1:分析受力平衡条件
离子不偏转说明受合力为零,即电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反:
$q\vec{E} = q\vec{v} \times \vec{B}$
简化得:
$\vec{E} = \vec{v} \times \vec{B}$
步骤2:确定洛伦兹力方向
- 速度 $\vec{v}$ 沿 $+x$ 方向,磁感应强度 $\vec{B}$ 沿 $+y$ 方向。
- 根据右手定则,$\vec{v} \times \vec{B}$ 的方向为 $+z$ 方向。
- 因此,洛伦兹力方向为 $+z$ 方向。
步骤3:确定电场方向
电场力需与洛伦兹力方向相反,即 $-z$ 方向。
由于离子带正电,电场方向与电场力方向一致,故 电场方向为 $-z$ 方向。
步骤4:计算电场大小
由平衡条件 $qE = qvB$,得:
$E = vB$
代入速度 $v = 0.01c$(但题目未要求具体数值,仅需表达式),故 电场大小为 $vB$。