Question

（2013?宁波模拟）一质量为m的带正电小球在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中运动，试根据要求通过文字和图形描述小球进入复合场的速度方向和匀强电场、匀强磁场分布情况，例如：要求小球可以在复合场做匀速直线运动，文字描述：匀强磁场B水平向右，匀强电场E竖直向上，带电小球水平向右进入复合场，复合场分布图如图所示．
（1）要求带电小球可以在复合场做匀速圆周运动
（2）要求带电小球可以在复合场做匀变速直线运动
（3）要求带电小球可以在复合场做类平抛运动（或平抛运动）

Answer 1

分析：（1）对小球受力分析，若带电小球可以在复合场做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡；
（2）带电小球可以在复合场做匀变速直线运动，则小球不受洛伦兹力；
（3）带电小球可以在复合场做类平抛运动则初始时刻洛伦兹力和重力平衡．

解答：解：
（1）电场竖直向下，磁场垂直纸面，如图：

（2）
磁场方向平行于电场力和重力的合力方向：

（3）平抛运动：B竖直向上，E垂直纸面向里，
类平抛运动：初始时刻洛伦兹力和重力平衡且磁场方向平行于电场方向．
如下图：

点评：本题关键在于洛伦兹力与速度垂直且与粒子速度方向垂直，要使粒子做直线运动，要么三力平衡，要么不受洛伦兹力．