Question

【题目】长、宽、高分别为a、b、c的矩形中空装置，上下两面为金属板，前后两面为绝缘材料组成，左右两面开放，在垂直于前后方向上加磁感应强度为B、方向水平向外的匀强磁场。现有带电荷量为q，质量为m的液滴持续从矩形装置左侧以某一初速度水平射入，入射液滴在磁场中所受的洛伦兹力大于重力，最终上下两平面形成稳定的电势差U，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A.上下两金属板电势的高低与入射液滴的电性无关

B.最终上下两平面形成稳定的电势差

C.在形成稳定电势差之前的液滴进入装置电势能减小

D.在形成稳定电势差之后，后续射入的液滴不再影响稳定电势差U的大小

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．当入射液滴为正电荷时，其受到的洛伦兹力的方向竖直向下，下金属板的电势比上金属板的电势高，电场力方向向上，形成稳定的电压前，电场力做负功，电势能增加，形成稳定的电压时，受力平衡

得

当入射的液滴为负电荷时，受到的洛伦兹力的方向竖直向上，下金属板的电势比上金属板的电势高，电场力向下，形成稳定的电压前，电场力做负功，电势能增加，形成稳定的电压时，受力平衡

得

综上所述，上下两金属板电势的高低与入射液滴的电性无关，故A正确；

B．最终上下两平面形成稳定的电势差可能有两个解，故B错误；

C．在形成稳定电势差之前的液滴进入装置电势能增加，故C错误；

D．形成稳定电势差后，后续射入的液滴水平做匀速直线运动，则后续射入的液滴不再影响稳定电势差U的大小，故D正确。

故选AD。