[2016·天津卷]如圖1­所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小E＝5N/C，同時存在著水平方向...

問題詳情：

[2016·天津卷] 如圖1­所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小E＝5 N/C，同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小B＝0.5 T．有一帶正電的小球，質量m＝1×10－6 kg，電荷量q＝2×10－6 C，正以速度v在圖示的豎直面內做勻速直線運動，當經過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應現象)，g取10 m/s2.求：

圖1­

(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；

(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經歷的時間t.

【回答】

 (1)20 m/s　方向與電場E的方向之間的夾角為60°斜向上　(2)3.5 s

【解析】(1)小球勻速直線運動時受力如圖1­所示，其所受的三個力在同一平面內，合力為零，有

qvB＝　①

圖1­

代入資料解得v＝20 m/s　②

速度v的方向與電場E的方向之間的夾角θ滿足

tan θ＝　③

代入資料解得tan θ＝

θ＝60°　 ④

(2)解法一：

撤去磁場，小球在重力與電場力的合力作用下做類平拋運動，設其加速度為a，有

a＝　⑤

設撤掉磁場後小球在初速度方向上的分位移為x，有

x＝vt　⑥

設小球在重力與電場力的合力方向上分位移為y，有

y＝at2　 ⑦

a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為θ，又

tan θ＝　⑧

聯立④⑤⑥⑦⑧式，代入資料解得

t＝2  s＝3.5 s　⑨

解法二：

知識點：專題一 力與物體的平衡

題型：計算題