Question

20．如圖所示，兩平行金屬板水平放置，與電源相連，開(kāi)始開(kāi)關(guān)S閉合使平行板電容器帶電，兩平行金屬板間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子以速度v₀垂直電場(chǎng)從P點(diǎn)射入平行板間，恰好沿紙面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從Q點(diǎn)飛出，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外
• B． 保持開(kāi)關(guān)閉合，把兩板的距離增大一倍，同時(shí)把板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大一倍，帶電粒子仍沿水平直線(xiàn)PQ飛出
• C． 如果粒子帶正電，以另一速度v₁從P點(diǎn)沿PQ射入，從Q′點(diǎn)飛出，則v₁＜v₀
• D． 若把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，兩板的距離減小一半，帶電粒子仍沿水平直線(xiàn)PQ飛出

Answer 1

分析 粒子開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力和初速度垂直，故電場(chǎng)力和洛倫茲力一定平衡；由于電場(chǎng)強(qiáng)度向上，故磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直向內(nèi)；結(jié)合平行板電容器電容公式和電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系公式列式求解．

解答 解：A、粒子開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力和初速度垂直，故電場(chǎng)力和洛倫茲力一定平衡，粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如果粒子帶正電，電場(chǎng)力向下，洛倫茲力向上，根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直向內(nèi)；若粒子帶負(fù)電，同樣可以得到磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直向內(nèi)，故A錯(cuò)誤；
B、保持開(kāi)關(guān)閉合，兩板間電壓不變，把兩板的距離增大一倍，電場(chǎng)強(qiáng)度$E=\frac{U}6hsuoxc$減小為一半，電場(chǎng)力減為一半；同時(shí)把板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大一倍，故洛倫茲力增加一倍；故合力不為零，粒子做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、如果粒子帶正電，以另一速度v₁從P點(diǎn)沿PQ射入，從Q′點(diǎn)飛出，說(shuō)明洛倫茲力大于電場(chǎng)力，故qv₀B＜qv₁B，故v₀＜v₁，故C錯(cuò)誤；
D、若把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電容器帶電量不變，兩板的距離減小一半，根據(jù)$C=\frac{?S}{4πkd}$，電容增加為2倍，根據(jù)$C=\frac{Q}{U}$，電壓減為一半，再根據(jù)$E=\frac{U}kyjw7dy$，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故電場(chǎng)力不變，合力仍為零，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，同時(shí)要結(jié)合粒子做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件和電容器電容公式列式分析．