题目内容

13.如图甲所示,空间中存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向内的匀强磁场,图乙所示的空间仅存在水平向右的匀强电场,且两区域中的电场强度的大小均为E.质量均为m的带电微粒a和b分别在图甲和图乙区域沿图示虚线做直线运动,运动轨迹均与水平方向成30°角.下列说法中正确的是(  )
A.微粒a和b均带正电
B.微粒a和b均带负电
C.微粒a所带电量是微粒b所带电量的$\frac{1}{3}$倍
D.微粒a所带电量是微粒b所带电量的$\sqrt{3}$倍

分析 微粒a受重力、电场力和洛伦兹力,考虑到洛伦兹力与速度垂直且与速度成正比,应该做匀速直线运动;微粒b受重力和电场力,考虑曲线运动的条件,合力向左下方;然后结合平衡条件和牛顿第二定律列式分析即可.

解答 解:A、B、微粒a受重力、电场力和洛伦兹力,做匀速直线运动;微粒b受重力和电场力,合力向左下方;如图所示:
故粒子a带正电荷,粒子b带负电荷;故A错误,B错误;
C、D、根据平衡条件和牛顿第二定律,有:
F=qaE=mgtan30°=$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg
$F′={q}_{b}E=\frac{mg}{tan30°}$=$\sqrt{3}mg$
故$\frac{{q}_{a}}{{q}_{b}}=\frac{1}{3}$;
故C正确,D错误;
故选:C.

点评 本题关键是结合左手定则、曲线运动的条件判断出电场力方向和洛伦兹力的方向,然后根据平衡条件和牛顿第二定律求解电场力,不难.

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