Question

【題目】如圖所示的真空環境中，勻強磁場方向水平、垂直紙面向外，磁感應強度B＝2.5 T；勻強電場方向水平向左，場強E＝N/C.一個帶負電的小顆粒質量m＝3.0×10－7kg.帶電量q＝3.0×10－6C，帶電小顆粒在這個區域中剛好做勻速直線運動．

(1)求這個帶電小顆粒運動的方向和速度大小．

(2)如果小顆粒運動到圖中P點時，把磁場突然撤去，小顆粒將做什么運動？若運動中小顆粒將會通過與P點在同一電場線上的Q點，那么從P點運動到Q點所需時間有多長？(g取10 m/s2)

Answer 1

【答案】(1)0.8 m/s　方向與水平方向成60°角斜右上方　(2)勻變速曲線運動(類平拋運動)　0.14 s

【解析】(1)帶電小顆粒受力如圖：

tan α＝　所以α＝30°

由左手定則，帶負電小顆粒運動方向應與水平方向成60°角斜向右上方．

由平衡條件可得：qvB＝ ，解得v＝＝0.8 m/s.

(2)撤去磁場后，小顆粒受到的重力和電場力的合力與速度方向垂直，故小顆粒將做勻變速曲線運動(類平拋運動)．

加速度大小為a＝＝2g＝20 m/s2

方向與水平方向成30°角斜向右下方．

在豎直方向上，小顆粒做初速度為vsin 60°、加速度為g的豎直上拋運動，從P點運動到Q點所需時間為t＝＝0.08 s≈0.14 s.