Question

如圖1-1-7所示，一個帶正電的小球質量m=1×10^-2kg，電荷量q=1×10^-2C，小球在相互垂直的勻強電場和勻強磁場的空間中沿一條斜線向下做勻速直線運動.已知小球的水平分速度v_x=4m/s,磁感應強度B=2T，方向垂直紙面向里，重力做正功的功率P_G=0.3W,g取10m/s².已知sin37°=0.6,試求電場強度的大小及方向.

 圖1-17

Answer 1

解析：將小球運動速度分解成水平方向和豎直方向，設小球豎直方向的速度為v_y，由題意知P_G=mgv_y得v_y=3m/s，則小球的合速度為v==5m/s，且可知速度方向與水平方向成37°.小球所受洛倫茲力大小為f_b=qvB=0.1N,方向為垂直運動方向向上，受重力G=mg=0.1 ?N.根據小球處于平衡狀態，合外力必為零，則電場力與洛倫茲力和重力的合力是一對平衡力，如圖所示，則電場力Eq=

代入數據解得E=N/C.

設E的方向與水平方向成θ角，由于f_b=G,則E的方向應在f_b與G兩力矢量的角平分線的反方向上，即θ=90°18.5°,可見E的方向為斜左向上，與水平方向成18.5°.此方向既不是v的反方向，也不是水平向左

答案：E=N/C?，與水平方向成18.5°斜左向上