Question

【題目】如圖所示，兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向與水平線成60°；磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，有一個(gè)帶正電小球從電磁復(fù)合場(chǎng)上方高度為h處自由落下，并沿直線通過復(fù)合電磁場(chǎng)，重力加速度為g．

(1)帶電小球通過復(fù)合場(chǎng)時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)；

(2)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及帶電小球的比荷．

Answer 1

【答案】（1）勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2），

【解析】

(1)重力和電場(chǎng)力都是恒力，合力不變。洛倫茲力與速度方向相同，只有當(dāng)粒子做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子才能保持洛倫茲力不變，和其他兩種力的合力為零，從而可知粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

(2)小球自由下落高度h的過程中機(jī)械能守恒，有：

mgh=①

小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中所受的力如圖所示，

水平方向，根據(jù)力的平衡條件，有：

qv1B=qEcos60②

①②聯(lián)立得：B=

豎直方向，根據(jù)力的平衡條件，有：

qEsin60=mg

得：=

答：(1)帶電小球通過復(fù)合場(chǎng)時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為；帶電小球的比荷.