Question

10．处于均匀增强的匀强磁场B中的电阻为r的线圈M，按如图所示的方式与两平行金属板P、Q连接，其中Q板接地，闭合开关S后，一束带电粒子束以一定的初速度平行于金属板射入两板之间，经偏转后打在Q板上如图所示的位置．在其它条件不变的情况下，现要使粒子束能从Q板上的b孔射出（不计粒子重力和粒子间的相互影响）．下列操作可能实现的是（　　）

• A． 保持开关S闭合，调节可变电阻R使其阻值增大
• B． 保持开关S闭合，使磁场的磁感应强度变化加快
• C． 保持开关S闭合，适当上移P板
• D． 先断开开关S，再适当下移Q板

Answer 1

分析 根据开关闭合与断开两种情况，当闭合时，电压不变，变化极板间距，导致电场强度变化，再根据牛顿第二定律，结合运动学公式，即可求解；
当断开时，电量不变，根据$E=\frac{U}{d}=\frac{4πkQ}{?S}$，从而根据正对面积来确定电场强度变化，从而求解

解答 解：A、保持开关S闭合，调节可变电阻R使其阻值增大，对粒子的运动没有影响，故A错误；
B、根据法拉第电磁感应定律$E=n\frac{△B}{△t}S$，知磁感应强度变化加快，感应电动势增大，平行板电容器两极板间的电压增大，由$E=\frac{U}{d}$知电场强度增大，粒子所受电场力变大，加速度变大，$\frac{d}{2}=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$，时间变短，水平位移$x={v}_{0}^{\;}t$减小，不可能打到Q板上的小孔，故B错误；
C、保持开关S闭合，适当上移P板，电压不变，距离变大，场强变小，电场力减小，加速度变小，由$\frac{d}{2}=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$，时间变大，水平位移变大，可使粒子从Q板上的小孔射出，故C正确；
D、先断开开关S，电容器极板上的电量不变，由$E=\frac{U}{d}=\frac{Q}{Cd}=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}d}=\frac{4πkQ}{?S}$，电场强度不变，电场力不变，加速度不变，$y=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$，竖直位移变大，时间变长，水平位移变大，可使粒子从Q板上的小孔射出，故D正确；
故选：CD

点评 考查极板上下移动，及左右移动，与极板间的电场强度变化的关系，掌握增大射程与电场力的关系是解题的关键．