题目内容
【题目】如图所示，在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区城。磁场的磁感应强度为B=5T，方向水平并垂直纸面向里，一质量为m=8×10-3kg、带电荷量为q=2×10-4C的带正电微粒运动到P点时，速度v=40m/s，与水平方向的夹角为60°，重力加速度g取10m/s。
(1)若该微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做直线运动，求此区域内电场强度的大小和方向；
(2)若该微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做匀速圆周运动，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求此时电场的大小、方向及该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。
【答案】（1）
V/m，方向与此时P点速度方向相同（2）800m
【解析】
(1)由于带电微粒可以在电场磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做直线运动，表明带电微粒所受的电场力和重力、洛伦益力三力平衡+带电微粒做匀速运动,受力如图
由于
所以
解得
E的方向与此时P点速度方向相同
(2)由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运动，表明带电微粒所受的电场力和重力大小相等、方向相反。
因此电场的方向竖直向上 
设电场强度为E则有
，即
设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为R.根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有：
解得：
依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹，由如图所示的几何关系可知，该微粒运动最高点与水平地面间的距离：
练习册系列答案
相关题目
