Question

2．如圖所示，兩帶電平行金屬板之間有相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)使一個帶正電的粒子以某一初速沿垂直于電場和磁場的方向射入兩極板間，測得它飛出該場區(qū)時的動能比射入時的動能�。疄槭箮щ娏Ｗ语w出場區(qū)時的動能比射入時的動能大，以下措施中可行的是（　　）

• A． 增大粒子射入時的速度
• B． 保持金屬極板所帶電荷量不變，增大兩板間的距離
• C． 保持兩極板間的距離不變，增大兩金屬極板所帶的電荷量
• D． 減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

Answer 1

分析 首先分析粒子在復(fù)合場中的受力情況，粒子受到電場力和洛倫茲力作用，無論粒子電性如何，電場力和洛倫茲力都將方向相反，然后根據(jù)粒子在復(fù)合場中運動特點結(jié)合能量關(guān)系分析即可得出答案．

解答 解：無論粒子帶何種電荷，由于電場力與洛倫茲力都是方向相反的，而動能減少說明電場力做了負(fù)功，即電場力小于洛倫茲力，粒子向洛倫茲力的方向偏轉(zhuǎn)了．所以要使動能增大，必然減小磁場力或增大電場力．
A：增大速度，則磁場力增大而電場力不變，不符合上面分析．選項A錯誤．
B：保持金屬極板所帶電荷量不變，增大兩極板間的距離，根據(jù)電場強(qiáng)度公式E=$\frac{4πkQ}{?s}$，可知，電場強(qiáng)度不變，則電場力也不變，故選項B錯誤．
C：保持兩極板間的距離不變，則電容不變，而增大兩金屬極板所帶的電荷量，根據(jù)U=$\frac{Q}{C}$，則極板電壓增加，則增加電場強(qiáng)度，即增大電場力，使粒子向電場力方向偏轉(zhuǎn)，這樣電場力做正功，所以動能會增大．選項C正確．
D：減小磁感應(yīng)強(qiáng)度即減小了洛倫茲力，符合上面的分析．選項D正確．
故選：CD．

點評 該題是速度選擇器一類的題，在速度選擇器中，粒子的受力特點：同時受到方向相反的電場力和洛倫茲力作用；
粒子能勻速通過選擇器的條件：電場力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，v=$\frac{E}{B}$，只有速度為$\frac{E}{B}$的粒子才能沿直線勻速通過選擇器．
若粒子受到的電場力和磁場力不平衡時，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)：電場力大于洛倫茲力時，粒子向電場力方向偏轉(zhuǎn)，此時電場力做正功，電勢能轉(zhuǎn)化為動能；電場力小于洛倫茲力時，粒子將向洛倫茲力反向偏轉(zhuǎn)，電場力做負(fù)功，動能轉(zhuǎn)化為電勢能．