Question

在空間中同時存在勻強磁場和勻強電場，勻強電場方向豎直向上，場強大小為E，勻強磁場的方向和大小均未知，如圖所示．現有一質量為m的帶電小球，用長為L的絕緣線懸掛在一點，小球在水平面上以角速度ω做勻速圓周運動，順著電場強方向觀察，小球向順時針方向旋轉，這時線與豎直方向夾角為θ，線上拉力為零．下列說法正確的是（　　）

A．小球帶負電荷，電量為q=mg/E

B．磁感應強度方向豎直向上

C．突然撤去磁場后，小球將做豎直平面內的擺動

D．突然撤去磁場后，小球在速度方向和絕緣線決定的平面內做勻速圓周運動

Answer 1

分析：由題意可知，只有電場力與重力相等時，僅僅由洛倫茲力提供向心力，此時繩子才沒有力作用，結合電場力的方向，可確定粒子的電性，再根據粒子做勻速圓周運動的方向，與左手定則可知，磁場的方向，若撤去磁場后，小球在拉力、重力及電場力作用下，繞懸掛點做勻速圓周運動，從而即可求解．

解答：解：由題意可知，電場力與重力等值反向時，只由洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運動，
A、因電場力豎直向上，而電場線又豎直向上，所以小球帶正電，且電場強度的大小E=

mg

q

，故A錯誤；
B、因順著電場強方向觀察，小球向順時針方向旋轉，結合左手定則可知，洛倫茲力指向圓心，則磁場方向豎直向下，故B錯誤；
C、突然撤去磁場后，小球仍受到重力、電場力，還受到繩子的拉力，因電場力與重力相等，所以小球相當于只有拉力，從而繞懸掛點在速度方向和絕緣線決定的平面內做勻速圓周運動，故C錯誤，D正確；
故選：D

點評：考查小球做勻速圓周運動的條件，掌握其運動的受力情況，注意重力與電場力總是相等，是解題的關鍵之處，同時掌握左手定則的應用．