Question

4．如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点所带电量为$\frac{mg}{E}$，电荷种类为负电，旋转方向为沿圆周顺时针，运动的角速度为$\frac{Bg}{E}$．

Answer 1

分析 带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，说明所受重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，根据mg=Eq即可求解；
洛仑兹力提供向心力，根据左手定则即可判断；
根据粒子的周期的公式T=$\frac{2πm}{Bq}$，及mg=Eq即可求解．

解答 解：带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，说明所受重力和电场力平衡，
即mg=Eq
解得：q=$\frac{mg}{E}$
重力方向竖直向下，所以电场力方向向上，而电场强度方向向下，所以带负电；
磁场方向垂直纸面向里，粒子所受洛伦兹力的方向指向圆内且粒子带负电，
根据左手定则可知粒子沿圆周顺时针运动；
根据粒子的周期的公式得：T=$\frac{2πm}{Bq}$，
则有：ω=$\frac{2π}{T}$=$\frac{2π}{\frac{2πm}{Bq}}$=$\frac{Bg}{E}$
故答案为：$\frac{mg}{E}$，负电；沿圆周顺时针；$\frac{Bg}{E}$．

点评 本题主要考查了带电粒子在混合场中的运动规律，要抓住带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，说明所受重力和电场力平衡解题，难度适中．