Question

18．如圖所示的真空環(huán)境中，勻強磁場方向水平、垂直紙面向外，磁感應強度B=2.5T；勻強電場方向水平向左，場強E=$\sqrt{3}$N/C．一個帶負電的小顆粒質量m=3.0×10^-7kg，帶電荷量q=3.0×10^-6C，帶電小顆粒在這個區(qū)域中剛好做勻速直線運動．（g取10m/s²）．則（　�。�

• A． 這個帶電小顆粒一定沿與水平方向成30°向右下方做勻速直線運動
• B． 若小顆粒運動到圖中P點時，把磁場突然撤去，小顆粒將做勻加速直線運動
• C． 這個帶電小顆粒做勻速直線運動的速度大小為0.4 m/s
• D． 這個帶電小顆粒做勻速直線運動的速度大小為0.8 m/s

Answer 1

分析 對帶電顆粒受力分析，根據(jù)力的平行四邊形定則，結合洛倫茲力表達式，及左手定則與平衡條件，即可求解；把磁場突然撤去，粒子所受的合力與速度垂直，做類平拋運動．

解答 解：ACD、該帶電小顆粒受到豎直向下的重力，與電場相反相反的、水平向右的電場力和洛倫茲力的作用，剛好做勻速直線運動，則受力如圖所示，得：
$tanα=\frac{mg}{qE}=\frac{{3.0×1{0^{-7}}×10}}{{3.0×1{0^{-6}}×3}}=\frac{{\sqrt{3}}}{3}$，
所以α=30°
由左手定則得，帶負電小顆粒的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：
$qvB=\frac{mg}{sinα}$
解得：$v=\frac{mg}{qBsin30°}=\frac{{3.0×1{0^{-7}}×10}}{{3.0×1{0^{-6}}×2.5×0.5}}m/s=0.8m/s$
故AC錯誤，D正確；
B、突然撤去磁場后，粒子受到重力和電場力的合力與速度垂直，故小顆粒做類平拋運動，故B錯誤；
故選：D

點評 本題要能根據(jù)粒子的運動情況分析受力情況，也根據(jù)受力情況判斷其運動情況，運用平衡條件、牛頓定律、運動學公式結合運動的分解法研究．