题目内容
如图所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力 和初速度均不计,当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,带负电粒子恰能在M、N间做直线运动,当滑动变阻器的滑片滑到A点后
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A、粒子在PQ间运动过程中,带负电粒子电势能能一定增大 | B、粒子在MN间运动过程中,带负电粒子动能一定增大 | C、粒子在MN间运动过程中,带负电粒子轨迹向上极板偏转弯曲,机械能一定增大 | D、粒子在MN间运动过程中,带负电粒子轨迹向下极板偏转弯曲,电势能不变 |
分析:带电粒子仅受洛伦兹力和电场力作用,粒子恰能在M、N间作直线运动时,二力恰好平衡;当滑片移动时,将打破平衡,引起离子发生偏转,当滑片移动到A端时,电场强度为零,粒子仅受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,动能不变,根据左手定则判断出洛伦兹力方向,从而判断粒子的轨迹.
解答:解:电路是滑动变阻器R与R0串联后接在电源E上,电路的路端电压不变,两金属板P、Q接在滑动变阻器R的两端,所以P、Q之间的电压是不变的,所以当滑动变阻的触头滑到A点后,粒子在P、Q之间加速进入小孔的初速度不会变化,而当滑动变阻器的触头滑到A点后,金属M、N之间的电压变为零,板间场强为零,所以粒子进入到金属M、N之间后不再受到电场力的作用,只受到洛伦兹力的作用,洛伦兹力力与运动方向垂直,粒子做曲线运动,且洛伦兹力不做功,所以粒子在M、N间运动过程中,动能一定不变,电势能不变.
再根据左手定则判断出洛伦兹力方向是向下的,所以粒子会向下极板偏转弯曲,故D正确,ABC错误.
故选:D.
再根据左手定则判断出洛伦兹力方向是向下的,所以粒子会向下极板偏转弯曲,故D正确,ABC错误.
故选:D.
点评:挖掘“粒子恰能在M、N间作直线运动”的隐含信息,分析滑动片移动后的电场变化,还要知道洛伦兹力不做功的特点.
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