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精英家教网如图所示,带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中,磁感应强度B垂直纸面向里.现有不计重力的带电粒子由静止经过电场加速,然后沿OO′方向从左侧垂直于电磁场入射,从右侧射出a、b板间区域时的电势能比入射时的电势能大.要使粒子射出a、b板间区域时的电势能比入射时的电势能小,可以(  )
A、适当减小金属板间的磁感应强度B、适当增大加速电压C、适当增大金属板a、b间的距离D、适当减小金属板a、b间的电压
分析:粒子受到电场力与磁场力共同作用下运动,电场力对粒子做功,而磁场力对粒子不做功,根据动能定理与左手定则,及洛伦兹力的表达式,即可求解.这是典型的“速度选择器”题.
解答:解:A、由题意可知,当原来“右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小”,说明“电场力对粒子做负功”.电场力小于磁场力.qE<qVB,则E<VB
现在,要“射出a、b板间区域时的动能比入射时大”,就是要“电场力对粒子做正功”.电场力大于磁场力.若增大电场E(E=
U
d
,因d不变,就要增大U),或减小磁场B、减小入射时的速度V,即减小加速电压,而不是减小金属板a、b间的电压.故A正确,BD错误,
C、由上可知,要“减小金属板a、b间的距离”E=
U
d
,才能使电场强度增强,导致电场力大于磁场力,故C错误;
故选:A.
点评:考查粒子在电场与磁场中,受到电场力与磁场力作用,掌握电场力对粒子做功,而磁场力对粒子不做功,并理解动能定理与左手定则的应用.
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