题目内容
如图所示,有一倾角为30°的光滑斜面,匀强磁场垂直斜面,匀强电场沿斜面向上并垂直斜面底边.一质量为m、带电荷量为q的小球,以速度v在斜面上做半径为R匀速圆周运动.则( )
分析:由题,小球恰在斜面上做匀速圆周运动,重力沿斜面向下的分力与电场力平衡或重力与电场力平衡,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和圆周运动公式求出周期.当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,场强最小.
解答:解:A、小球恰在斜面上做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,电场力与重力沿着斜面的分力相平衡,故粒子带正电,故A错误;
B、由上分析,根据牛顿第二定律得
qvB=m
得到,r=
,周期T=
=
得到,B=
当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,电场力最小,场强最小,则有
Eminq=mgsinθ
得到,Emin=
,方向沿斜面向下,故B正确,C错误.
D、虽然洛伦兹力不做功,但电场力做功,则粒子在运动过程中机械能不守恒,故D错误;
故选:B
B、由上分析,根据牛顿第二定律得
qvB=m
v2 |
r |
得到,r=
mv |
qB |
2πr |
v |
2πm |
qB |
得到,B=
mv |
qR |
当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,电场力最小,场强最小,则有
Eminq=mgsinθ
得到,Emin=
mgsinθ |
q |
D、虽然洛伦兹力不做功,但电场力做功,则粒子在运动过程中机械能不守恒,故D错误;
故选:B
点评:本题小球在复合场中做匀速圆周运动,除洛伦兹力外,其他力的合力为零,仅由洛伦兹力提供向心力.解答此类问题,正确的受力分析是关键.
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