题目内容
如图3所示,两块平行金属板中间有正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入两板间,不计重力,射出时它的动能减小了,为了使粒子动能增加,应采取的办法是:
A.使粒子带电性质相反 | B.使粒子带电量增加 |
C.使电场的场强增大 | D.使磁场的磁感应强度增大 |
D
解答:解:无论粒子带何种电荷,由于电场力与洛伦兹力都是方向相反的,而动能减少说明电场力做了负功,即电场力小于洛伦兹力,粒子向洛伦兹力的方向偏转了.所以要使动能增大,必然减小磁场力或增大电场力.
A:改变电性,两力同时反向,磁场力仍大于电场力,所以粒子动能仍会减少.选项A错误.
B:使粒子带电量增加,电场力和磁场力都增大,不影响加速度方向,磁场力仍然大于电场力,所以粒子动能仍然会减小,选项B错误.
C:增加电场强度即增大电场力,使粒子向电场力方向偏转,这样电场力做正功,所以动能会增大.选项C正确.
D:增大磁感应强度即增大了洛伦兹力,不符合上面的分析.选项D错误.
故选:C
点评:该题是速度选择器一类的题,在速度选择器中,粒子的受力特点:同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用;
粒子能匀速通过选择器的条件:电场力和洛伦兹力平衡,即qvB=qE,v=,只有速度为的粒子才能沿直线匀速通过选择器.若粒子受到的电场力和磁场力不平衡时,粒子将发生偏转:电场力大于洛伦兹力时,粒子向电场力方向偏转,此时电场力做正功,电势能转化为动能;电场力小于洛伦兹力时,粒子将向洛伦兹力反向偏转,电场力做负功,动能转化为电势能.
A:改变电性,两力同时反向,磁场力仍大于电场力,所以粒子动能仍会减少.选项A错误.
B:使粒子带电量增加,电场力和磁场力都增大,不影响加速度方向,磁场力仍然大于电场力,所以粒子动能仍然会减小,选项B错误.
C:增加电场强度即增大电场力,使粒子向电场力方向偏转,这样电场力做正功,所以动能会增大.选项C正确.
D:增大磁感应强度即增大了洛伦兹力,不符合上面的分析.选项D错误.
故选:C
点评:该题是速度选择器一类的题,在速度选择器中,粒子的受力特点:同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用;
粒子能匀速通过选择器的条件:电场力和洛伦兹力平衡,即qvB=qE,v=,只有速度为的粒子才能沿直线匀速通过选择器.若粒子受到的电场力和磁场力不平衡时,粒子将发生偏转:电场力大于洛伦兹力时,粒子向电场力方向偏转,此时电场力做正功,电势能转化为动能;电场力小于洛伦兹力时,粒子将向洛伦兹力反向偏转,电场力做负功,动能转化为电势能.
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