题目内容
如图所示,带电平行板间匀强电场竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑轨道上的a点自由落下,经轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间后的运动过程中,以下分析不正确的是( )
分析:小球从P点进入平行板间后做直线运动,对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用:恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力f,这三个力都在竖直方向上,小球在水平直线上运动,所以可以判断出小球受到的合力一定是零,即小球一定是做匀速直线运动,洛伦兹力和电场力同向,故都向上;减小入射速度后,洛伦兹力减小,合力向下,故向下偏转.
解答:解:ABC、根据题意分析得:小球从光滑轨道上的a点自由落下,从P点进入平行板间后做直线运动,对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用:恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力f,这三个力都在竖直方向上,小球在水平直线上运动,所以小球受到的合力一定是零,做匀速直线运动,洛伦兹力和电场力反向.
若小球带负电,洛伦兹力f方向向下,电场力方向向上,当小球从稍低的b点由静止释放时,小球进入金属板间的速度将减小,则f减小,F洛+mg<F电,小球将向上运动,电场力做正功,合外力做正功.所以小球在电磁场中运动的过程中动能增大,电势能减小;
若小球带正电,洛伦兹力f方向向上,电场力方向向下,由于小球的洛仑兹力减小,则小球向下运动,重力及电场力均做正功,故动能增大;电势能减小;动能增大,速度增大,则小球所受的洛伦兹力增大.故AC正确,B错误.
D、电场力是恒力,与小球的速度无关,故D错误.
本题选错误的,故选:BD;
若小球带负电,洛伦兹力f方向向下,电场力方向向上,当小球从稍低的b点由静止释放时,小球进入金属板间的速度将减小,则f减小,F洛+mg<F电,小球将向上运动,电场力做正功,合外力做正功.所以小球在电磁场中运动的过程中动能增大,电势能减小;
若小球带正电,洛伦兹力f方向向上,电场力方向向下,由于小球的洛仑兹力减小,则小球向下运动,重力及电场力均做正功,故动能增大;电势能减小;动能增大,速度增大,则小球所受的洛伦兹力增大.故AC正确,B错误.
D、电场力是恒力,与小球的速度无关,故D错误.
本题选错误的,故选:BD;
点评:本题关键先分析出小球受力平衡,然后再考虑洛仑兹力变化后的运动情况,同时要结合平行板电容器的表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析.
练习册系列答案
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如图所示,带电平行板间匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑轨道上的a点自由滑下,经过轨道P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间的运动过程中(两板距离较小)( )
A、其动能将会增大 | B、其电势能将会减小 | C、小球所受的洛伦兹力将会增大 | D、小球所受电场力将会增大 |
如图所示,带电平行板中匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点滑下,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间的运动过程中( )
A、速度会减小 | B、其电势能将会增大 | C、受的洛伦兹力增大 | D、小球将做类平抛运动 |