(2008?豐臺區(qū)三模)豎直放置的平行板電容器,A板接電源正極,B板接負(fù)極,在電容器中加勻強(qiáng)磁場,磁場方向與電場方向垂直,在圖中垂直紙面向里、從A板中點(diǎn)C的小孔入射一批帶正電的微粒,入射的速度大小,方向各不相同(入射速度方向與電場方向夾角小于90°),考慮微粒受重力,微粒在平行板AB間的運(yùn)動過程中( 。
分析:電荷向上偏轉(zhuǎn),則電場力做正功,重力做負(fù)功,如果合外力做負(fù)功物體的動能減;如果除重力和彈簧的彈力之外有其它力做功,則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒;如果粒子所受合外力等于0,則微粒作勻速直線運(yùn)動;在復(fù)合場中微粒做勻速圓周運(yùn)動的條件是洛倫茲力提供向心力,其它力的矢量和為0.
解答:解:微粒在從A板運(yùn)動到B板的過程中受到重力,電場力和洛倫茲力,其中洛倫茲力方向與速度方向始終垂直,故洛倫茲力不做功.
A、如果電荷向上偏轉(zhuǎn),則電場力做正功,重力做負(fù)功,如果電荷克服重力所做的功大于電場力所做的功,即合外力做負(fù)功,根據(jù)動能定理可知,物體的動能減小,故A錯誤;
B、由于在電荷運(yùn)動過程中電場力始終做正功,故電荷的機(jī)械能始終增加,故B錯誤;
C、如果微粒所受的重力等于電場力,則該微粒做勻速圓周運(yùn)動,而重力方向豎直向下,電場力方向方向水平向右,故重力不可能等于電場力,故微粒不可能做勻速圓周運(yùn)動,故C錯誤;
D、由題意可知正電荷若初速度方向沿右上方,則洛倫茲力的方向沿左上方,故如果洛倫茲力在水平方向的分量等于電場力,洛倫茲力在豎直方向的分量等于重力,則微粒作勻速直線運(yùn)動,故D正確.
故選D.
點(diǎn)評:本題考查了洛倫茲力的方向、電場力、重力、洛倫茲力做功的特點(diǎn),微粒機(jī)械能守恒的條件,動能定理,微粒在復(fù)合場中作勻速圓周運(yùn)動的條件.選項(xiàng)C容易出現(xiàn)錯誤.
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