Question

18．如圖所示的真空環(huán)境中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平、垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T；勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向左，場(chǎng)強(qiáng)E=$\sqrt{3}$N/C．一個(gè)帶負(fù)電的小顆粒質(zhì)量m=3.0×10^-7kg，帶電荷量q=3.0×10^-6C，帶電小顆粒在這個(gè)區(qū)域中剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（g取10m/s²）．則（　�。�

• A． 這個(gè)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(yùn)動(dòng)
• B． 若小顆粒運(yùn)動(dòng)到圖中P點(diǎn)時(shí)，把磁場(chǎng)突然撤去，小顆粒將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• C． 這個(gè)帶電小顆粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小為0.4 m/s
• D． 這個(gè)帶電小顆粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小為0.8 m/s

Answer 1

分析 對(duì)帶電顆粒受力分析，根據(jù)力的平行四邊形定則，結(jié)合洛倫茲力表達(dá)式，及左手定則與平衡條件，即可求解；把磁場(chǎng)突然撤去，粒子所受的合力與速度垂直，做類平拋運(yùn)動(dòng)．

解答 解：ACD、該帶電小顆粒受到豎直向下的重力，與電場(chǎng)相反相反的、水平向右的電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用，剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(fù)電小顆粒的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)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(cuò)誤，D正確；
B、突然撤去磁場(chǎng)后，粒子受到重力和電場(chǎng)力的合力與速度垂直，故小顆粒做類平拋運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題要能根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)情況分析受力情況，也根據(jù)受力情況判斷其運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用平衡條件、牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合運(yùn)動(dòng)的分解法研究．