Question

如图8-3-5所示的真空环境中，匀强磁场方向水平、垂直纸面向外，磁感应强度B＝2.5 T；匀强电场方向水平向左，场强E＝ N/C.一个带负电的小颗粒质量m＝3.0×10^－7kg.带电量q＝3.0×10^－6C，带电小颗粒在这个区域中刚好做匀速直线运动．

图8-3-5

(1)求这个带电小颗粒运动的方向和速度大小．

(2)如果小颗粒运动到图中P点时，把磁场突然撤去，小颗粒将做什么运动？若运动中小颗粒将会通过与P点在同一电场线上的Q点，那么从P点运动到Q点所需时间有多长？(g取10 m/s²)

Answer 1

解析　(1)带电小颗粒受力如图：

tan α＝＝　所以α＝30°

由左手定则，带负电小颗粒运动方向应与水平方向成60°角斜向右上方．

由平衡条件可得：qvB＝，解得v＝＝0.8 m/s.

(2)撤去磁场后，小颗粒受到的重力和电场力的合力与速度方向垂直，故小颗粒将做匀变速曲线运动(类平抛运动)．

加速度大小为a＝＝2g＝20 m/s²

方向与水平方向成30°角斜向右下方．

在竖直方向上，小颗粒做初速度为vsin 60°、加速度为g的竖直上抛运动，从P点运动到Q点所需时间为t＝＝0.08  s≈0.14 s.

答案　(1)0.8 m/s　方向与水平方向成60°角斜右上方　(2)匀变速曲线运动(类平抛运动)　0.14 s