题目内容

在空间中同时存在匀强磁场和匀强电场,匀强电场方向竖直向上,场强大小为E,匀强磁场的方向和大小均未知,如图所示.现有一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘线悬挂在一点,小球在水平面上以角速度ω做匀速圆周运动,顺着电场强方向观察,小球向顺时针方向旋转,这时线与竖直方向夹角为θ,线上拉力为零.下列说法正确的是(  )
分析:由题意可知,只有电场力与重力相等时,仅仅由洛伦兹力提供向心力,此时绳子才没有力作用,结合电场力的方向,可确定粒子的电性,再根据粒子做匀速圆周运动的方向,与左手定则可知,磁场的方向,若撤去磁场后,小球在拉力、重力及电场力作用下,绕悬挂点做匀速圆周运动,从而即可求解.
解答:解:由题意可知,电场力与重力等值反向时,只由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,
A、因电场力竖直向上,而电场线又竖直向上,所以小球带正电,且电场强度的大小E=
mg
q
,故A错误;
B、因顺着电场强方向观察,小球向顺时针方向旋转,结合左手定则可知,洛伦兹力指向圆心,则磁场方向竖直向下,故B错误;
C、突然撤去磁场后,小球仍受到重力、电场力,还受到绳子的拉力,因电场力与重力相等,所以小球相当于只有拉力,从而绕悬挂点在速度方向和绝缘线决定的平面内做匀速圆周运动,故C错误,D正确;
故选:D
点评:考查小球做匀速圆周运动的条件,掌握其运动的受力情况,注意重力与电场力总是相等,是解题的关键之处,同时掌握左手定则的应用.
练习册系列答案
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