Question

13．空间存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，强度分别为E=10N/C，B=1T，如图所示．有一质量为m=2.0×10^-6kg，带正电q=2.0×10^-6C的微粒，在此空间做匀速直线运动，不忽略重力，其速度的大小为10m/s．方向为竖直向上．（填“竖直向上”或者“竖直向下”）

Answer 1

分析 对粒子受力分析，结合直线运动的特点，由洛伦兹力可知，必定是匀速直线运动，从而由平衡条件与矢量的法则，即可求解．

解答 解：由于带正电的微粒在此空间恰好做直线运动，则有微粒所受洛伦兹力与其重力和所受电场力的合力平衡；

而电场力为：
F=qE=2×10^-6C×10N/C=2×10^-5N；
G=mg=2×10^-6×10=2×10^-5N，
由于电场力与重力垂直，所以电场力与重力的合力等于：F_合=2$\sqrt{2}$×10^-5N；
粒子做直线运动则：Bvq=F_合
解得：v=$\frac{2\sqrt{2}×1{0}^{-5}}{1×2×1{0}^{-6}}=10\sqrt{2}$m/s；
 方向与水平方向成45°角斜向右上方；
故答案为：10$\sqrt{2}$m/s；与水平方向成45°角斜向右上方．

点评 考查带电粒子在复合场中的受力与运动问题，理解粒子做直线运动时，必定是匀速直线运动，并掌握类平抛运动处理规律，注意运动的合成与分解的应用．