题目内容

18.如图所示的真空环境中,匀强磁场方向水平、垂直纸面向外,磁感应强度B=2.5T;匀强电场方向水平向左,场强E=$\sqrt{3}$N/C.一个带负电的小颗粒质量m=3.0×10-7kg,带电荷量q=3.0×10-6C,带电小颗粒在这个区域中刚好做匀速直线运动.(g取10m/s2).则(  )
A.这个带电小颗粒一定沿与水平方向成30°向右下方做匀速直线运动
B.若小颗粒运动到图中P点时,把磁场突然撤去,小颗粒将做匀加速直线运动
C.这个带电小颗粒做匀速直线运动的速度大小为0.4 m/s
D.这个带电小颗粒做匀速直线运动的速度大小为0.8 m/s

分析 对带电颗粒受力分析,根据力的平行四边形定则,结合洛伦兹力表达式,及左手定则与平衡条件,即可求解;把磁场突然撤去,粒子所受的合力与速度垂直,做类平抛运动.

解答 解:ACD、该带电小颗粒受到竖直向下的重力,与电场相反相反的、水平向右的电场力和洛伦兹力的作用,刚好做匀速直线运动,则受力如图所示,得:
$tanα=\frac{mg}{qE}=\frac{{3.0×1{0^{-7}}×10}}{{3.0×1{0^{-6}}×3}}=\frac{{\sqrt{3}}}{3}$,
所以α=30°
由左手定则得,带负电小颗粒的运动方向应与水平方向成60°角斜向右上方.由平衡条件可得:
$qvB=\frac{mg}{sinα}$
解得:$v=\frac{mg}{qBsin30°}=\frac{{3.0×1{0^{-7}}×10}}{{3.0×1{0^{-6}}×2.5×0.5}}m/s=0.8m/s$
故AC错误,D正确;
B、突然撤去磁场后,粒子受到重力和电场力的合力与速度垂直,故小颗粒做类平抛运动,故B错误;
故选:D

点评 本题要能根据粒子的运动情况分析受力情况,也根据受力情况判断其运动情况,运用平衡条件、牛顿定律、运动学公式结合运动的分解法研究.

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