Question

4．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn)所帶電量為$\frac{mg}{E}$，電荷種類為負(fù)電，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檠貓A周順時(shí)針，運(yùn)動(dòng)的角速度為$\frac{Bg}{E}$．

Answer 1

分析 帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明所受重力和電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)mg=Eq即可求解；
洛侖茲力提供向心力，根據(jù)左手定則即可判斷；
根據(jù)粒子的周期的公式T=$\frac{2πm}{Bq}$，及mg=Eq即可求解．

解答 解：帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明所受重力和電場(chǎng)力平衡，
即mg=Eq
解得：q=$\frac{mg}{E}$
重力方向豎直向下，所以電場(chǎng)力方向向上，而電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，所以帶負(fù)電；
磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，粒子所受洛倫茲力的方向指向圓內(nèi)且粒子帶負(fù)電，
根據(jù)左手定則可知粒子沿圓周順時(shí)針運(yùn)動(dòng)；
根據(jù)粒子的周期的公式得：T=$\frac{2πm}{Bq}$，
則有：ω=$\frac{2π}{T}$=$\frac{2π}{\frac{2πm}{Bq}}$=$\frac{Bg}{E}$
故答案為：$\frac{mg}{E}$，負(fù)電；沿圓周順時(shí)針；$\frac{Bg}{E}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要抓住帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明所受重力和電場(chǎng)力平衡解題，難度適中．